Introduction aux transferts thermiques

Auteur(s) :

Marchio, Dominique Découvrir l'auteur

Résumé

Ce cours résume les notions principales de thermique. Ses objectifs sont de faire comprendre les phénomènes physiques mis en jeu dans les échanges thermiques (conduction, rayonnement, convection) et de savoir mettre en oeuvre des méthodes appropriées pour appréhender le dimensionnement et le fonctionnement de dispositifs énergétiques.

Autre(s) auteur(s)
- Reboux, Paul (1877-1963)
Éditeur(s)
- Presses de l'Ecole des mines
Date
- 2003
Langues
- Français
Description matérielle
- 205 p. ; 21 x 15 cm
Collections
- Les cours
Sujet(s)
- Manuels d'enseignement
- Transfert de chaleur
ISBN
- 2-911762-44-4
Indice
- 536 Chaleur, convection
Quatrième de couverture
- Les transferts thermiques font partie des Sciences de base de l'ingénieur, tant il est vrai qu'il est peu de domaines industriels où la thermique ne joue un rôle petit ou grand. Au minimum, l'ingénieur doit donc en connaître les principes fondamentaux, être capable d'évaluer leur importance dans un problème particulier et dégager les ordres de grandeur par une modélisation simple.
  Ce livre est le cours de thermique tel qu'il est enseigné aux élèves ingénieurs de l'École des Mines de Paris. Sans prétendre à l'exhaustivité d'un manuel de référence, qui serait plus particulièrement dédié aux ingénieurs thermiciens, ce cours résume de manière claire et condensée les notions principales de la thermique. Ses deux principaux objectifs sont donc:
  
  de faire comprendre les phénomènes physiques mis en jeu dans les échanges énergétiques: conduction, rayonnement, convection
  
  et de savoir mettre en oeuvre des méthodes appropriées pour appréhender le dimensionnement et le fonctionnement de dispositifs énergétiques.
  
  Le 1^er chapitre de ce cours est harmonisé avec les cours de Thermodynamique également publié aux Presses de l'École des Mines. Le mode de présentation retenu vise à mettre en relief les éléments essentiels à retenir.
Tables des matières
- - Introduction aux transferts thermiques
  - Dominique Marchio
  - Paul Reboux
  - Les Presses de l'École des Mines
  - Notions fondamentales
    1
  - 1.1. Objectifs poursuivis1
  - 1.2. Notion de température2
  - 1.3. Notion de chaleur3
  - 1.3.1. Définitions 3
  - 1.3.2. Echange de chaleur à travers une surface 3
  - 1.3.3. Unités si et unités pratiques 4
  - 1.4. Exemples de relations température-chaleur5
  - 1.4.1. Chauffage d'un corps homogène 5
  - 1.4.2. Interaction entre deux corps 5
  - 1.5. Modes de transfert de chaleur6
  - 1.5.1. Conduction 6
  - 1.5.2. Rayonnement 6
  - 1.5.3. Convection 6
  - 1.5.4. Exemple familier 7
  - 1.6. Exemples concrets de problèmes thermiques
    9
  - Transfert de chaleur par conduction
    11
  - 2.1. Formulation générale11
  - 2.1.1. Etablissement de l'équation de la chaleur 11
  - 2.1.2. Hypothèse fondamentale de fourier 14
  - 2.1.3. Lignes de flux dans un matériau isotrope 16
  - 2.1.4. Equation générale de la conduction 17
  - 2.1.5. Conditions aux limites 18
  - 2.1.6. Similitude des problèmes de conduction 21
  - 2.2. Conduction en régime permanent23
  - 2.2.1. Définition 23
  - 2.2.2. Ecoulement unidirectionnel 23
  - 2.2.3. Analogie électrique 24
  - 2.2.4. Problème du tube - tube composé 27
  - 2.2.5. Etude d'ailette - bilan thermique 30
  - 2.2.6. Différences finies - problème bidirectionnel 33
  - 2.2.7 TD conduction en régime permanent 37
  - 2.3. Conduction en régime variable41
  - 2.3.1. Problème général 41
  - 2.3.2. Problème unidirectionnel 42
  - 2.3.3. Méthodes de résolution du problème 44
  - 2.3.4. Milieu à température uniforme 48
  - 2.3.5. Massif semi infini 50
  - 2.3.6. Massif semi infini en régime périodique 54
  - 2.3.7. Mur plan infini 57
  - 2.3.8. Cylindre plein infini 60
  - 2.3.9. Sphère pleine 62
  - 2.3.10. TD conduction en régime variable
    65
  - Transfert de chaleur par rayonnement
    67
  - 3.1. Lois physiques du rayonnement67
  - 3.1.1. Emission d'énergie par rayonnement 67
  - 3.1.2. Réception d'énergie par rayonnement 69
  - 3.1.3. Définitions relatives aux corps opaques 70
  - 3.1.4. Corps à émission diffuse isotrope 75
  - 3.1.5. Lois de rayonnement du corps noir 77
  - 3.1.6. Corps gris à diffusion isotrope 85
  - 3.1.7. Corps colores et quelques données 87
  - 3.1.8. TD rayonnement 90
  - 3.2. Rayonnement mutuel de surfaces opaques95
  - 3.2.1. Problème général 95
  - 3.2.2. Plans parallèles infinis 95
  - 3.2.3. Problème de l'écran 97
  - 3.2.4. Sphères concentriques 98
  - 3.2.5. Surfaces noires facteurs de forme 101
  - 3.2.6. Evaluation des facteurs de forme 105
  - 3.2.7. Surfaces grises - méthode des radiosites 106
  - 3.2.8. TD rayonnement entre surfaces
    109
  - Transferts de chaleur par convection
    113
  - 4.1. Etude physique et définitions113
  - 4.1.1. Coefficient local de convection 113
  - 4.1.2. Géométrie fermée ou ouverte 113
  - 4.1.3. Régimes d'écoulement laminaire ou turbulent 115
  - 4.1.4. Convection naturelle et convection forcée 115
  - 4.1.5. Equations générales - similitudes 116
  - 4.1.6. Conditions aux limites 121
  - 4.1.7. Récapitulatif des nombres sans dimension 122
  - 4.1.8. Interprétation corpusculaire
    123
  - 4.2. Résultats concernant la convection forcée128
  - 4.2.1. Le long d'une plaque en régime laminaire 128
  - 4.2.2. Le long d'une plaque en régime turbulent 130
  - 4.2.3. Ecoulement perpendiculaire à un tube 131
  - 4.2.4. Géométrie ouverte - récapitulatif 133
  - 4.2.5. Dans les conduites en régime laminaire 134
  - 4.2.6. Dans les conduites en régime turbulent 139
  - 4.2.7. Dans les conduites - récapitulatif 145
  - 4.2.8. Autour de plusieurs tubes parallèles 146
  - 4.2.9. Ordre de grandeur en convection forcée
    149
  - 4.3. Résultats concernant la convection naturelle150
  - 4.3.1. Plaque plane verticale 150
  - 4.3.2. Cylindre vertical 155
  - 4.3.3. Plaque horizontale 156
  - 4.3.4. Cylindre horizontal 159
  - 4.3.5. Convection en espace confine 160
  - 4.3.6. Ordre de grandeur en convection naturelle 164
  - 4.3.7. Convection naturelle - récapitulatif
    165
  - 4.4. Convection en écoulement diphasique167
  - 4.4.1. Mécanisme local de l'écoulement diphasique 167
  - 4.4.2. Ebullition dans un tube vertical 173
  - 4.4.3. La condensation 178
  - 4.4.4. Ordre de grandeur 179
  - 4.4.5. Application pratique: le caloduc 179
  - 4.4.6. TD convection
    181
  - Introduction aux échangeurs de chaleur
    183
  - 5.1. Généralités et hypothèses principales183
  - 5.1.1. Généralités 183
  - 5.1.2. Hypothèses et notations
    184
  - 5.2. Relations fondamentales - types d'échangeur185
  - 5.2.1. Relations fondamentales 185
  - 5.2.2. Ecart moyen logarithmique 187
  - 5.2.3. Efficacité / nut échangeur contre courant 189
  - 5.2.4. Allure des températures - contre courant 191
  - 5.2.5. Efficacité / nut - échangeur co courant 192
  - 5.2.6. Allure des températures - co courant 192
  - 5.2.7. Echangeurs quelconques
    193
  - 5.3. TD échangeurs
    194
  - Index 196
  - Bibliographie 198
  - Annexe Propriétés thermo-physiques des matériaux
    200
Origine de la notice:
- Electre