Transfert thermique par convection

1 – Description du transfert thermique par convection

Les fluides, comme l’air, ont la propriété de voir leur masse volumique se modifier en fonction de la température. Par exemple, de l’air à 50°C est plus léger que de l’air à 20°C. Lorsqu’un fluide est en contact avec une surface chaude, sa masse volumique change et cela engendre des courants de convection le long de la surface. Ceci provoque un déplacement de la zone chaude et donc un transport de chaleur.

 

2 – Puissance échangée

La Puissance échangée par convection est définit par la relation suivante :

P = h . S . \Delta T = \frac{\Delta Q}{\Delta t}

Avec :

  • P  = Puissance échangée en (W).
  • ΔQ = Quantité de chaleur échangé Q (J).
  • Δt = Durée de l’échange (s).
  • h = Coefficient de convection (W/m².K).
  • S = Surface d’échange (m²)
  • ΔT = Différence de température (°C ou K).

Note : La valeur de h dépend du fluide, de la surface de la paroi et des conditions d’écoulement et son calcul est trés complexe car il dépend de nombreux paramètres. On utilisera, dans les plupart des cas, des valeurs de h définis par expérience.

 

3 – Quelques valeurs de Coefficient de Convection

Ordre de grandeur de h (W/m².K) :

  • convection libre (air) : 5 – 25
  • convection libre (eau) : 100 – 900
  • convection forcée (air) : 10 – 500
  • convection forcée (eau) : 100-15000
  • convection forcée (huile) : 50- 2000

4 – Selection de livres sur le sujet :

 

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