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 P= S.Kr.T 

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

Kest la constante de rayonnement (de Stefan-Boltzmann

valant 5,6704004.10-8 W/m².K)

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 Pht.νt.T    

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

ht(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 par convection (convexion) qui se fait grâceau contact du fluide ambiant-avec le corps, ce qui arrache de petits éléments de matière (molécules)plus important quand il y a fort brassage volumique du fluide

Exemple : un mouvement d'air chaud réchauffe la peau beaucoup mieux que de l’air stagnant à même température.

On a ici Pc ht.S.ΔT où ht est le coefficient de transfert thermique (ou coeff d'échange)

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

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 diminution de température dans la durée  dT / dt = (Tc-Tm). K

 où dt(s) = durée de refroidissement

Tc et Tm (K) = températures du corps et du milieu dans lequel il baigne

K(nombre) = coefficient tenant compte des spécificités locales

 Ceci peut aussi s'écrire (Tc-Tm) =Tc0.e-Kt

voir aussi chapitre climatisation

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