Introduction aux transferts thermiques : cours et exercices corrigés

Auteur(s) :

Battaglia, Jean-Luc (1967-....)

Résumé

Cet ouvrage aborde les problèmes d'énergétique et de transferts thermiques à l'échelle macroscopique. Après un rappel de thermodynamique, il explique les transferts de chaleur par conduction, convection et rayonnement. Pour chaque cas, l'exposé décrit l'origine physique des transferts puis les outils de modélisation permettant de traiter les problèmes pratiques. Avec des exercices corrigés. ©Electre 2020

Autre(s) auteur(s)
- Kusiak, Andrzej (1976-....)
- Pradere, Christophe (1977-....)
Éditeur(s)
- Dunod
Date
- DL 2020
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XII-307 p.) : ill., graph., fig., couv. ill. ; 24 cm
Collections
- Sciences sup
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-10-081073-4
Indice
- 621.61 Échanges et transferts thermiques, mesures thermiques
Quatrième de couverture
- Introduction aux transferts thermiques
  Ce manuel aborde la résolution des problèmes d'énergétique et de transferts thermiques pour les configurations classiquement rencontrées dans l'ingénierie civile, mécanique et énergétique. Cette nouvelle édition s'attache tout d'abord à rappeler les fondements de thermodynamique pour l'ingénieur et notamment la notion de bilans énergétiques indispensables pour le dimensionnement des machines thermiques et pour la modélisation des transferts de chaleur. Les transferts par conduction, convection et rayonnement sont expliqués en détail dans les chapitres qui suivent. Pour chaque type de transfert, l'origine physique est expliquée de manière simple en s'appuyant tout d'abord sur une observation à l'échelle microscopique.
  Les outils de modélisation permettant de traiter les problèmes rencontrés en pratique sont présentés en détail avec des exemples d'application au fil du texte ainsi que quelques applications de simulation numérique sur Octave.
  Les plus
  
  Un cours clair et pédagogique
  
  De nombreuses exemples concrets
  
  Plus de 60 exercices corrigés
  
  Le public
  
  Étudiants en Licence (Sciences de la matière et Sciences des matériaux)
  
  Étudiants en IUT (Génie thermique et énergie, Génie industriel et maintenance, Génie civil et Mesures physiques)
  
  Élèves ingénieurs
Tables des matières
- - Introduction aux transferts thermiques
  - Cours et exercices corrigés
  - 3e édition
  - Jean-Luc Battaglia
  - Andrej Kusiak
  - Christophe Pradere
  - Dunod
  - Avant-propos
  - Nomenclature
  - Chapitre 1 Introduction à l'énergétique et aux transferts1
  - 1. Le système thermodynamique1
  - 1.1 Définitions1
  - 1.2 Changements de phase4
  - 2. L'énergie5
  - 2.1 Travail et chaleur5
  - 2.2 Transport, stockage, transfert et conversion de l'énergie9
  - 3. La notion de température12
  - 3.1 Définition12
  - 3.2 L'équilibre thermique (principe zéro de la thermodynamique)12
  - 3.3 L'étalonnage13
  - 3.4 Diagramme d'équilibre14
  - 4. Le premier principe de la thermodynamique15
  - 4.1 Équivalence chaleur-travail15
  - 4.2 Énoncé du premier principe16
  - 5. Chaleurs spécifiques et chaleurs latentes18
  - 5.1 Chaleurs spécifiques18
  - 5.2 Utilisation de la chaleur spécifique20
  - 5.3 Chaleur latente de changement de phase23
  - 5.4 Utilisation de la chaleur latente25
  - 6. Les différents modes de transfert thermique27
  - 6.1 La nécessaire complémentarité entre thermodynamique et thermique27
  - 6.2 Conduction28
  - 6.3 Convection28
  - 6.4 Rayonnement29
  - 7. Bilans30
  - 7.1 Introduction30
  - 7.2 Le volume de contrôle30
  - 7.3 Régime transitoire et permanent31
  - 7.4 Ecriture des bilans31
  - 8. Les principales notations et grandeurs du transfert thermique35
  - 8.1 Paramètres relatifs au transfert de la chaleur35
  - 8.2 Coefficient de transfert36
  - 9. Les échangeurs de chaleur38
  - Entraînez-vous42
  - Solutions47
  - Chapitre 2 Conduction de la chaleur57
  - 1. La conduction à l'échelle atomique57
  - 1.1 Structure des matériaux solides et des fluides au repos57
  - 1.2 Équilibre thermique et température dans les solides et les fluides au repos58
  - 1.3 Diffusion de la chaleur dans les structures solides et les fluides au repos62
  - 2. Modélisation de la diffusion64
  - 2.1 Loi de Fourier64
  - 2.2 Conductivité thermique66
  - 2.3 Lien entre chaleur spécifique, conductivité thermique et Ipm69
  - 2.4 Expression de la loi de Fourier dans diverses configurations matérielles70
  - 3. La diffusivité thermique72
  - 4. Équation de diffusion de la chaleur73
  - 5. Notion de régime permanent et transitoire75
  - 6. Conditions initiales et conditions aux limites77
  - 6.1 Conditions initiales77
  - 6.2 Conditions aux limites78
  - 7. L'accommodation thermique79
  - 7.1 Nombre de Biot79
  - 7.2 Ailette de section constante 81
  - 7.3 Accommodation thermique partielle en géométrie variable85
  - 7.4 Accommodation thermique totale88
  - 8. Résolution de problèmes 1D en régime permanent par analogie électrique90
  - 9. Transfert de chaleur aux interfaces solide - solide94
  - 10. Résolution de problèmes 1D en régime transitoire97
  - 10.1 Introduction97
  - 10.2 Transformée de Laplace98
  - 10.3 Principe de superposition99
  - 10.4 Transformée inverse de Laplace100
  - 10.5 Cas des fonctions périodiques100
  - 11. Méthode des quadripôles105
  - 11.1 Quadripôle thermique en transfert 1D105
  - 11.2 Impédances thermiques110
  - 11.3 Comportements asymptotiques113
  - 11.4 Modèles simplifiés115
  - 11.5 Réponse impulsionnelle dans des configurations de référence116
  - 12. Sources de chaleur mobiles dans les solides119
  - Entraînez-vous124
  - Solutions130
  - Chapitre 3 Transfert de chaleur par convection141
  - 1. Introduction141
  - 1.1 Description du phénomène de convection141
  - 1.2 Modélisation du transfert de chaleur par convection142
  - 2. Couches limites en transfert par convection144
  - 2.1 Couche limite hydrodynamique145
  - 2.2 Couche limite thermique146
  - 2.3 Écoulement laminaire et turbulent147
  - 3. Bilans de masse, de quantité de mouvement et de chaleur dans la couche limite149
  - 3.1 Définition d'un volume de contrôle149
  - 3.2 Bilan de masse150
  - 3.3 Bilan de quantité mouvement151
  - 3.4 Bilan thermique154
  - 4. Analyse dimensionnelle - Principe de la méthode157
  - 5. Convection forcée158
  - 5.1 Application de l'analyse dimensionnelle en convection forcée avec écoulement interne159
  - 5.2 Expressions du coefficient de convection h en convection forcée162
  - 6. Convection naturelle170
  - 6.1 Application de l'analyse dimensionnelle en convection naturelle170
  - 6.2 Régime turbulent en convection naturelle172
  - 6.3 Expressions du coefficient de convection h en convection naturelle173
  - 7. Méthodologie pour le calcul de transferts par convection en utilisant les corrélations expérimentales180
  - 8. Convection avec changement de phase180
  - 8.1 Convection lors de la condensation180
  - 8.2 Convection lors de l'ébullition185
  - Entraînez-vous192
  - Solutions197
  - Chapitre 4 Rayonnement thermique209
  - 1. Notion de rayonnement thermique209
  - 1.1 Existence du rayonnement thermique209
  - 1.2 Découverte du rayonnement infrarouge211
  - 1.3 Explication physique simplifiée de l'interaction photon - matière212
  - 2. L'angle solide222
  - 3. Grandeurs physiques propres au rayonnement223
  - 3.1 Grandeurs liées à l'émission223
  - 3.2 Grandeurs liées au récepteur225
  - 4. Rayonnement des corps noirs226
  - 4.1 Les corps noirs226
  - 4.2 Loi de Planck227
  - 4.3 Luminance des corps noirs232
  - 4.4 Lois de Wien233
  - 4.5 Loi de Stefan - Boltzmann233
  - 4.6 Émission spectrale du corps noir234
  - 5. Rayonnement des corps réels235
  - 5.1 Émissivité des corps réels235
  - 5.2 Absorption, réflexion et transmission des corps réels239
  - 5.3 Lien entre propriétés radiatives et propriétés optiques242
  - 5.4 La loi de Kirchhoff244
  - 5.5 Les corps gris246
  - Entraînez-vous248
  - Solutions251
  - Chapitre 5 Transfert par rayonnement entre corps257
  - 1. Définitions des outils géométriques257
  - 1.1 Facteur de forme257
  - 1.2 Relation de réciprocité259
  - 1.3 Cas particulier de la cavité261
  - 1.4 Quelques valeurs du facteur de forme261
  - 2. Échanges radiatifs entre corps noirs265
  - 2.1 Échanges entre deux corps noirs265
  - 2.2 Échanges entre corps noirs dans une cavité267
  - 3. Échanges entre corps gris dans une cavité268
  - 3.1 Expression du flux net échangé268
  - 3.2 Utilisation de l'analogie électrique270
  - 3.3 Résolution numérique273
  - 3.4 Boucliers radiatifs274
  - 4. Influence d'un milieu participatif275
  - Entraînez-vous283
  - Solutions287
  - Annexes mathématiques
  - Index
Origine de la notice:
- Abes ;
- Electre