COEFFICIENTS de TRANSFERTS de CHALEUR

Le coefficient de transfert de chaleur traduit la dépendance du transfert de chaleur dans un corps (ou d'un corps à un autre), en fonction de la température.

C’est en fait une résistance thermique surfacique

Synonymes: coefficient de transmission de chaleur--coefficient de transmission surfacique

Equation de dimensions structurelles : M.T -3.? -1 Symbole de désignation : ?’

Unité S.I.+ : le (W/m²-K)

Relations avec autres unités : 1 kilocalorie par seconde-mètre²-degré vaut 4,185.103 W/m²-K

1 calorie par seconde-mètre carré-degré vaut 4,185 W/m²-K

1 kilocalorie par heure-mètre carré-degré vaut 1,162 W/m²-K

1 calorie par heure-m²-dg vaut 1,162.10-3 W/m²-K

1 erg par seconde-centimètre carré degré vaut 10-3 W/m²-K

 

LE COEFFICIENT de TRANSFERT

?’ = ?P / S.?T

?’(W/m²-K)= coefficient de transfert

S(m²)= aire de la surface de réception

ΔT(K)= différence de température entre matériau et milieu

ΔP(W)= variation de puissance calorifique

Relation entre coefficient de transfert et résistance ou résistivité

?’ = f* / V     et    ?’ = Q* / S

où f*(W-m/K)= résistivité thermique

V(m3)= volume

Q*(W/K)= résistance thermique

S(m²)= surface de contact

Relation entre coefficient de transfert et chaleur

?’ = ?E q / S.t.?T

ΔE q(J)= chaleur échangée pendant le temps t(s)

Autres symboles idem ci-dessus

Relation entre coefficient de transfert et conductibilité

?’ = c*.l / S

c*(W/m-K)= conductibilité

l(m)= distance

S(m²)= section ou aire

Quelques valeurs de ?’ :

ces valeurs dépendent de l’épaisseur lé du matériau (elles diminuent de 20% dès que l’épaisseur double)

Elles sont données ci-dessous en W/m²-K ,et pour des cas d’épaisseur courante (lé)

Solides >>> verre(6 pour lé = 1 cm)--cloisons en bois(5 pour lé = 1 cm et 2 pour lé = 10 cm)--brique(2 pour lé =10 cm,puis 1,6 pour lé = 20 cm,puis

1,2 pour lé = 40 cm)-- béton(3 pour lé = 10 cm,puis 2 pour lé = 20 cm, puis 1,5 pour lé= 40 cm)-- bétons cellulaires = 70% du béton normal

Liquides >>> eau calme(500)--eau vive(2000)--eau bouillante(5000)--

Gaz >>> au repos(10 à 30)--gaz très agité(100 à 300 )--vapeur d’eau(6000 à 12.000)

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-coefficients de transferts de chaleur

 

1.Le coefficient de transfert thermique traduit la dépendance du transfert de la chaleur dans un corps (ou d'un corps à un autre) en fonction de la température,

C’est en fait une résistance thermique surfacique

On en connaît 4 Synonymes: Coefficient de transfert thermique

ou Coefficient de transmission (surfacique)

ou Coefficient de transmission de chaleur

ou Coefficient d'isolation

Equation aux dimensions structurelles : M.T-3.Θ-1    Symbole de désignation : κ’

Nota : ce coefficient est souvent symbolisé Uw dans les notices commerciales

Unité S.I.+ : le (W/m²-K)

Relations avec autres unités :

1 kilocalorie par seconde-mètre²-degré vaut 4,185.103 W/m²-K

1 calorie par seconde-mètre carré-degré vaut 4,185 W/m²-K

1 kilocalorie par heure-mètre carré-degré vaut 1,162 W/m²-K

1 calorie par heure-m²-dg vaut 1,162.10-3 W/m²-K

1 erg par seconde-centimètre carré degré vaut 10-3 W/m²-K

Définition

κ’ =  Δ P / S.ΔT

κ’(W/m²-K)= coefficient de transfert

S(m²)= aire de la surface de réception

ΔT(K)= différence de température entre matériau et milieu

ΔP(W)= variation de puissance calorifique

Relations avec la résistance et la résistivité thermiques

κ’  = f* / V     et    κ’ = Q* / S

où f*(W-m/K)= résistivité thermique

V(m3)= volume

Q*(W/K)= résistance thermique

S(m²)= surface de contact

Relation entre le coefficient de transfert et la chaleur

κ’ =  ΔEq / S.t.ΔT

ΔEq(J)= chaleur échangée pendant le temps t(s)

Autres symboles idem ci-dessus

Relation entre le coefficient de transfert et la résistance linéique thermique

κ’ = c*.l / S

c*(W/m-K)= résistance linéique thermique

l(m)= distance

S(m²)= section ou aire

Quelques valeurs de κ’ 

ces valeurs dépendent de l’épaisseur lé du matériau (elles diminuent de 20% dès que l’épaisseur double)

Elles sont données ci-dessous en W/m²-K et pour des cas d’épaisseur courante (lé)

Solides >>> verre(6 pour lé = 1 cm)--cloisons en bois(5 pour lé = 1 cm et 2 si lé = 10 cm)--

brique(2 pour lé =10 cm, puis 1,6 pour lé = 20 cm, puis 1,2 pour lé= 40 cm)--

béton(3 pour lé= 10 cm, puis 2 pour lé= 20 cm, puis 1,5 pour lé= 40 cm)--

bétons cellulaires = 70% du béton normal

Liquides >>> eau calme(500)--eau vive(2000)--eau bouillante(5000)--

Gaz >>> au repos(10 à 30)--gaz très agité(100 à 300 )--vapeur d’eau(6.000 à 12.000)

 

2.Le coefficient d’ARRACHEMENT de CHALEUR (ou coefficient d’effusivité, Kz)

est -de son côté- utilisé pour les échanges par contact,

mais son équation aux dimensions est M.T -5/2.Θ-1     

et sa formule de définition est Kz = c* / (νt)1/2= (c*.ρ'.c’p)½

c*(W/m-K)= résistance linéique thermique du corps

c’p(J/kg)= sa capacité thermique massique à pression constante

νt (m²/s)= constante de diffusion

ρ'(kg/m3)= sa masse volumique

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