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conduction thermique

Posté par
pull
21-10-17 à 21:32

exercice: On veut isoler un tube en cuivre de 20mm de diamètre intérieur et de 27mm de diamètre extérieur et de longueur 1m (conductivité tube=330 kcal/h.m.K) à l'aide de 2 isolants notés isolant 1  et isolant 2, que l'on superpose l'un à l'autre de conductivité thermique:
conductivité isolant 1=0.1 kcal/h.m.K et conductivité isolant 2= 0.05 kcal/h.m.K
l'ensemble (tube + 2 isolants superposés) doit avoir:
a) une résistance thermique totale égal à 1.04 h.K/kcal et ceci quelque soit la disposition des 2 isolants (c'est à dire que chaque isolants peut se trouver en contact direct ou non avec le tube)
b) un diamètre extérieur égale à 45 mm dans  les 2 cas.
En négligeant la résistance thermique du tubbe devant celle des isolants, determiner les épaisseurs de chaque isolants dans les 2 cas suivants:

cas 1: isolant 1 en contact avec le tube et isolant 2 superposés ( réponse: épaissuer isolant 1=3mm et épaissuer de isolant 2= 6mm)
cas 2: isolant 2 en contact avec le tube et isolant 1 superposés ( réponse: isolant 1= 2mm et isolant 2=7mm)

d'après l'énoncé, j'étais parti sur une mise en équation pour résoudre le problème:
rth global=rth tube +rth isolant 1+rth isolant 2 comme rth tube est négligé, on a rth global-rht isolant 2= rth isolant 1 (L1)
Diamètre isolant 2= diamètre isolant 1+2x=45mm (L2)

toutefois en essayant de résoudre ce système j'ai l'impression que cela mène nul part
pouvez-vous m'indiquer la démarche à suivre.
merci d'avance

Posté par
pull
re : conduction thermique 22-10-17 à 10:29

j'ai encore essayé ce matin mais je trouve toujours pas les bons résultats

Posté par
krinn Correcteur
re : conduction thermique 22-10-17 à 11:15

Bonjour
En appelant r le rayon ext. Du tube
D =45mm
e1 et e2 l épaisseur de l isolant 1 et 2

On a:
r+e1+e2 = D/2

Et
Rtotale= R1 + R2

Et tu remplace e2 par sa valeur en fct de e1 dans la seconde relation

Posté par
krinn Correcteur
re : conduction thermique 22-10-17 à 16:47

Après qqes calculs on trouve
R = R1 + R2 = k1 ln( (r+e1)/r) + k2 ln( (D/2)/(r+e1) )
(K1 et k2 étant des constantes)

Ce qui donne ln(r+e1) puis e1



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