Coefficient de transfert thermique

Coefficient de transfert thermique

Le coefficient de transfert thermique est un flux thermique au travers d'une surface d'échange. Il permet de calculer l'intensité de l'énergie échangée par unité de surface et unité de temps en fonction de la différence de température de part et d'autre de la surface d'échange. C'est un terme important dans l'équation d'un transfert thermique et permet d'indiquer la facilité avec laquelle l'énergie thermique passe au travers de la surface d'échange.

Sommaire

Définition

Mathématiquement on le définit de la manière suivante :

h = \frac{\Delta Q}{A \cdot \Delta T \cdot \Delta t}

avec

  • h - coefficient de transfert thermique, W/m2.K)
  • ΔQ - énergie transférée, J = W.s = kg.m2/s2
  • A - surface d'échange, m2
  • ΔT - différence de température de part et d'autre de la surface d'échange, K ou °C
  • Δt - intervalle de temps, s

Dans le système SI, les unités de ce coefficient sont W/m2.K. L'inverse du coefficient de transfert thermique correspond à la résistance thermique.

Détermination

Le coefficient de transfert thermique est le résultat de différents procédés de transfert de chaleur à une interface et dépendant de nombreux paramètres. Comme il est difficile de calculer tenir compte de tous ces paramètres, la valeur du coefficient de transfert thermique se fait à l'aide du nombre de Nusselt via la relation suivante:

Nu = \frac{h L_c}{k}

avec

De nombreuses corrélations empiriques fournissent une équation pour calculer le nombre de Nusselt d'où il est possible d'extraire le coefficient de transfert thermique.

Coefficient de transfert thermique global

Dans le cas d'une interface complexe composée de plusieurs surfaces d'échange placées en parallèle, il est possible d'additionner les coefficients pour obtenir le coefficient de transfert global de part et d'autre de l'interface. Ceci est particulièrement utilisé dans les échangeurs de chaleur où l'on trouve 2 interfaces et une résistance due à la paroi qui sépare les 2 fluides. L'addition se calcule en prenant la somme des inverses des différents coefficients avec les différentes résistances à la manière de l'addition des résistances électriques (en supposant que le flux est unidirectionnel).

Analogie du transfert thermique avec le courant électrique

Le coefficient de transfert global est en général noté U (Ug pour les vitrages seuls et Uw pour l'ensemble fenêtre avec vitrages montés), et pour les coefficients de transfert locaux ou de film, le symbole h est utilisé[1].

\frac{1}{U} = \frac{1}{h_{interface1}} + \frac{l}{\lambda}+ \frac{1}{h_{interface2}} \qquad (1)

avec :

  • U - coefficient de transfert thermique global (W/m2.K)
  • hinterface1 - coefficient de transfert thermique de film interne
  • hinterface2 - coefficient de transfert thermique de film externe
  • l - épaisseur du matériau séparant les 2 phases (m)
  • λ - conductivité thermique du matériau (W/m.K)

Toutefois ceci n'est valable que pour un cas idéal sans dépôt sur la surface d'échange qui augmente la résistance au transfert et pour une surface plane. Le cas plus général est donné par l'équation (2)[2]

\frac{1}{US} = \frac{1}{h_{interface1} S_1} + \frac{1}{h_{depot1} S_{d1}} + \frac{l}{\lambda S_m} + \frac{1}{h_{depot2}S_{d2}} + \frac{1}{h_{interface2}S_2} \qquad (2)

Notes et références

  1. ↑ Perry, R.H., Green, D.W., Perry's Chemical Engineers' Handbook, McGraw-Hill, 1997, 2581 p. (ISBN 978-0-07-049841-9), « 11 », p. 11-24 
  2. ↑ A. Bejan, A.D.Kraus, Heat Transfer Handbook, John Wiley & Sons, 2003, 1480 p. (ISBN 978-0-471-39015-2), « 11 », p. 799-804 

Voir aussi


Wikimedia Foundation. 2010.

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

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Coefficient d'échange thermique — Coefficient de transfert thermique Le coefficient de transfert thermique est un flux thermique au travers d une surface d échange. Il permet de calculer l intensité de l énergie échangée par unité de surface et unité de temps en fonction de la… …   Wikipédia en Français

  • Coefficient de transmission thermique U — Coefficient de transfert thermique Le coefficient de transfert thermique est un flux thermique au travers d une surface d échange. Il permet de calculer l intensité de l énergie échangée par unité de surface et unité de temps en fonction de la… …   Wikipédia en Français

  • Coefficient de convection thermique — Le coefficient de convection thermique est un coefficient utilisé en transfert thermique. Il permet de quantifier un transfert de chaleur réalisé par un phénomène de convection au sein d un fluide en mouvement. La convection pouvant se réaliser… …   Wikipédia en Français

  • Coefficient de transfert de chaleur — Coefficient de transfert thermique Le coefficient de transfert thermique est un flux thermique au travers d une surface d échange. Il permet de calculer l intensité de l énergie échangée par unité de surface et unité de temps en fonction de la… …   Wikipédia en Français

  • Transfert thermique — Cet article concerne la notion de chaleur en thermodynamique. Pour les autres sens, voir Chaleur. Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur[1], est un transfert d énergie microscopique désordonnée. Cela correspond en réalité à un… …   Wikipédia en Français

  • THERMIQUE — La thermique est la branche de la physique qui traite des échanges de chaleur accompagnés ou non d’échange de masse et de changement de phases. Elle peut donc être considérée comme partie intégrante de la thermodynamique des phénomènes… …   Encyclopédie Universelle

  • Transfert de chaleur — Transfert thermique  Cet article concerne la notion de chaleur en thermodynamique. Pour les autres sens, voir Chaleur. Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur[1], est un transfert d énergie microscopique désordonnée. Cela… …   Wikipédia en Français

  • Phénomène de transfert — Un phénomène de transfert (ou phénomène de transport) est un phénomène irréversible durant lequel une grandeur physique est transportée par le biais de molécules[1]. C est un phénomène transversal présent dans tous les domaines de la science et… …   Wikipédia en Français

  • Isolant thermique — Sur les autres projets Wikimedia : « Isolant thermique », sur Wikimedia Commons (ressources multimédia) Isolant thermique sur la sonde spatiale …   Wikipédia en Français

  • Isolant Thermique — En thermique, un isolant thermique est un matériau ayant une faible conductivité thermique. Il permet d assurer une bonne isolation thermique en évitant les fuites de chaleur (refroidissement) ou l entrée de la chaleur (« garde au… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”