Nombre de Biot

Nombre de Biot

Le nombre de Biot (Bi) est un nombre sans dimension utilisé dans les calculs de transfert thermique en phase transitoire. Il compare les résistances au transfert thermique à l'intérieur et à la surface d'un corps.

Sommaire

Origine

Ce nombre porte le nom de Jean-Baptiste Biot (1774-1862), un physicien français.

Définition

On le définit de la manière suivante

\mathit{Bi} = \frac{h L_C}{\lambda_b}

avec

La longueur caractéristique est habituellement définie par le rapport du volume du corps et de sa surface \mathit{L_C} = \frac{V_{corps}}{A_{surface}}, ou encore pour une ailette, par le rapport de sa section à son périmètre \mathit{L_a} = \frac{S_{ailette}}{P_{ailette}}.

Des valeurs du nombre de Biot supérieures à 1 signifie que la conduction de la chaleur à l'intérieur du corps est plus lente qu'à sa surface, et que les gradients de température sont non-négligeables au sein du corps. Si le nombre de Biot d'un système est petit devant 1 (on utilisera souvent Bi<0,1), cela signifie que la résistance interne est négligeable, et donc que la température peut être considérée comme uniforme à l'intérieur du corps.

Une autre version du nombre de Biot (appelé communément "nombre de Biot de transfert de masse", Bim) est également utilisée pour décrire les processus de diffusion de masse :

\mathit{Bi}_m=\frac{h_m L}{D_{AB}}

avec

  • h - coefficient global de transfert de masse
  • LC - longueur caractéristique
  • DAB - coefficient de diffusion

Thermiquement mince

On parle de matériau thermiquement mince quand un matériau et le fluide qui l'entoure aboutissent au fait que la température au sein du matériau est uniforme et réagit quasi instantanément aux sollicitations externes.

Annexes

Sources

Jean-François Sacadura, Initiation aux Transferts thermiques, Tec & Doc Lavoisier, 2000 [détail de l’édition]  page. 47



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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Nombre de Biot de Wikipédia en français (auteurs)

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