REFROIDISSEMENT

refroidissement

Le refroidissement est une perte de puissance (flux) calorifique

Cette puissance est perdue de trois façons :

1–-la perte (objet du présent chapitre) provenant du rayonnement

du corps sans transport de matière, elle se fait grâce à des photons

émis par le corps, qui vont transférer leur énergie à un autre corps,

pas obligatoirement adjacent

Exemple: un fer rouge proche, nous réchauffe par les rayons infra-rouges

qu’il émet, même si l’air atmosphérique est froid

On a alors Pr = S.Kr.T4  

où Pr(W)= RAYONNEMENT issu d’une surface S(m²)

Kr est la constante de rayonnement (de Stefan-Boltzmann

valant 5,6704004.10-8 W/m².K4 )

et T(K) est latempérature absolue du corps émetteur

 

2---la perte par conduction, qui se fait sans transfert de matière,

mais par échange d’énergie calorifique au contact entre deux corps-

grâce aux échanges énergétiques de leurs molécules, lentement.

Exemple: la peau qui se réchauffe en la trempant sans bouger

dans un liquide stablement chaud

 

On a alors Pd= k’.νt.T    

où Pd(W)= puissance (flux) de conduction pour un corps

k'(W/m²-K) est le coefficient de transfert (thermique)

t(s) est le temps

T(K) la température

et νt(m²/s) le coefficient de diffusivité

 

3---la perte énergétique par convection (convexion) qui se fait grâce

au transfert -par le fluide ambiant-de petits éléments de matière (molécules)

en mouvementles uns par rapport aux autres et s'échauffant par

brassage volumique

Exemple : un mouvement d'air chaud réchauffe la peau beaucoup mieux que

de l’air stagnant à même température)

On a ici Pc = k'.S.ΔT où k' est le coefficient de transfert thermique

(ou coeff d'échange convectif)

S (m²) est la surface et ΔT la différence de température

 

4--par ailleurs, la loi de Newton dit que le refroidissement d'un corps est

proportionnel à la différence de température entre ledit corps et celle du milieu

plus froid qui l'entoure.Donc on associe à la présente perte de puissance par

refroidissement, la notion de vitesse de refroidissement, qui est en fait

une durée (temps de diminution d’une température)

 

dT / dt = ΔT). K

 

où dt(s) = durée de refroidissement

ΔT (K) = différence de températures entre le corps et son milieu

K(nombre) = coefficient fonction des caractéristiques locales

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