Diffusion thermique Flashcards

1
Q

Définition de la conduction thermique

A

Transfert thermique dans la matière, sans mouvement macroscopique
(agitation thermique : vibration des atomes et molécules, qui mettent ensuite leurs voisins en vibrations…)

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2
Q

Cas des métaux pour la conduction

A

Ce sont de bons conducteurs thermiques. En effet les électrons délocalisés sur tout le solide permettent un transfert plus efficace de l’énergie cinétique microscopique

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3
Q

Définition de la convection thermique

A

Transfert thermique lié à un mouvement macroscopique de la matière, beaucoup plus efficace que la conduction
Solide : conduction
Liquide/ vapeur : convection (+ conduction)

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4
Q

Définition du rayonnement

A

Transfert par les ondes électromagnétiques

pas besoin de milieu matériel pour ce transfert => vide possible

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5
Q

Loi de Fourier (transferts thermiques)

A

Loi phénoménologique
jQ = - λ *grad T
où λ≥0 conductivité thermique en W.m⁻¹.K⁻¹ et jQ en W.m⁻²

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6
Q

Puissance thermique transférée au travers d’une surface S

A

P = ∫∫ jQ.dS

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7
Q

Équation de la chaleur à une dimension, sans terme de source

A

μcp∂T/∂t = λ*∂²T/∂x²
où μ la masse volumique
cp la capacité thermique massique à pression constante
λ la conductivité thermique

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8
Q

Équation de la chaleur à trois dimensions, sans terme de source

A
μ*cp*∂T/∂t = λ*ΔT
où μ est la masse volumique
cp est la capacité thermique massique à pression constante
λ est la conductivité thermique
ΔT est Laplacien T
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9
Q

Définition du coefficient de diffusion

A

D = λ/(μ*cp) en m².s⁻¹

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10
Q

Relation entre le coefficient de diffusion, un temps et une distance (+ interprétation)

A

Δt ≈ L²/D
où Δt est le temps mis par le transfert thermique pour parcourir L (=> phénomènes diffusifs inefficaces sur longues distances)

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11
Q

Équation de la chaleur à trois dimensions, avec terme de source (à redémontrer)

A

μcp∂T/∂t + div jQ - p = 0
terme 1 : variation temporelle de l’enthalpie volumique (hvol = μcpT)
terme 2 : transfert d’énergie thermique
terme 3 : puissance volumique (autre) reçue

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12
Q

Expression de la résistance thermique

A

Rth = (T₁ - T₂) / Φ₁₂ en K.W⁻¹

=> association en série et parallèle possible comme pour les résistances électriques

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13
Q

Résistance thermique pour une barre (+ conséquence pour une résistance électrique)

A
Rth = L/λS
Rélec = L/γS
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14
Q

Régime non stationnaire (thermique) : épaisseur de peau

A

δ = √(2D/ω)

avec D = λ/(μ*cp) coefficient de diffusion

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15
Q

Phénomène de conducto-convection

A

Présence d’une couche limite, soit une couche très mince (typiquement entre un solide et un fluide) où la température varie brusquement (présence de phénomènes conductifs et convectifs)

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16
Q

Définition de la densité de courant de conducto-convection

A

jcc = h * (Tsurf - Tfd)
où h le coefficient de Newton en W.m⁻².K⁻¹ dépend du fluide et de la surface du solide
jcc correspond à la puissance surfacique donnée par le solide (donc reçue par le fluide)

17
Q

Résistance thermique associée à l’interface en cas de transfert conducto-convectif

A

Rth = 1/hS