Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Petite question sur une étude de transferts thermiques
Bonjour tout le monde,
Je m'intéresse à l'étude de transfert thermique autour d'une boîte ayant pour dimensions 20cm de longueur, 11cm de hauteur et 2cm d'épaisseur. La boîte est vide est sont couvercle est en polystyrène. De l'eau monte par capillarité dans les murs puis s'évapore, ce qui refroidit l'intérieur de la boîte (principe du frigo du désert).
Sur mon système je considère que les 4 faces latérales sont soumises à des transferts thermiques. Les faces inférieurs et supérieurs sont considérées comme parfaitement isolées.
On distingue sur ce type de système 2 flux thermiques :
- Un flux du à l'évaporation : Q_point_evap=m_point*Lv ou m_point et le débit d'eau évaporé en kg/s.
- Un flux conducto-convectif du à la différence de température entre l'extérieur et l'intérieur. (Text fixé et Text>Tint au bout d'un certain moment).
Dans l'étude je considère que l'eau est présente partout dans les murs et qu'au cours de l'expérience, il n'y a pas de déficit.
Ma question est la suivante: Au vu des dimensions de la boîte, dois-je prendre en compte le coefficient de convection de l'air présent à l'intérieur de celle-ci ? Ou est-ce qu'on peut considérer qu'au vu des dimensions, l'air ne bouge très peu et que dans ce cas les effets de convections sont dominés par les effets de conductions ?
Merci d'avance,
Je vous souhaite une bonne après-midi !
Farewavez.
Bonjour
Ce genre d'étude est toujours difficile à mener de façon très rigoureuse. De mon point de vue, les dimensions de la boîte sont telles que l'air intérieur peut être assimilé en bonne approximation à un gaz homogène de température Tint dont tu connais la capacité thermique.
Plus délicat : je pense qu'il est possible d'écrire le flux conducto-convectif sont la forme classique :
mais la détermination de la constante h ne vas pas être évidente...
Bonjour Vanoise,
Tout d'abord merci pour ta réponse !
J'ai ce qu'il me faut pour le flux conducto-convectif. En fait il y a un ventilateur qui souffle sur ma boîte donc c'est de la convection forcée. J'ai peu mesurer les vitesses au niveau des 4 faces et avec Nusselt et Prandtl j'ai peu avoir mon h.
Je dirai que le plus délicat dans mon problème ça serait le m_e point ^^ Je l'obtiens expérimentalement en utilisant une balance qui me permet de suivre l'évolution de la masse au cours du temps mais d'un point de vue théorique, on en trouve surtout pour une surface d'eau libre comme une piscine. Pour un mur c'est plus compliqué :/
La vapeur d'eau formée est présente exclusivement à l'extérieur de la boîte ?
Si non, mon premier message est à modifier.
Modéliser les phénomène de capillarité puis d'évaporation de l'eau dans un mur : OK pour une étude expérimentale mais modéliser la capillarité dans un mur... très difficile à mon avis. Les caractéristiques d'un mur varient énormément en fonction du mode de fabrication de celui-ci... Donc, à part une étude expérimentale comme tu l'as dit ???
Je ne modélise pas la capillarité, uniquement l'évaporation. Dans l'étude théorique je considère que la surface d'évaporation est égale à la surface extérieure de mon mur.
Bonjour, je reviens sur ce poste car j'ai une nouvelle petite question.
J'aimerai avoir l'expression général de l'équation de conservation de la chaleur en régime variable pour l'inclure dans un rapport. Quand je cherche sur internet, je trouve cette équation mais uniquement pour des transferts par conduction. Comment elle s'écrit si on a de la convection en plus ?
Je vous remercie d'avance,
Farewavez
Tu cherches cette équation dans le cas d'un transfert unidirectionnel ou dans le cas le plus général du problème en 3D ?
Dans le second cas, l'équation fait intervenir le laplacien de la température. Pas certain que cela soit à ton programme...
Pour le transfert unidirectionnel, tu trouveras ici une démonstration, paragraphe 2.3, page 4.8 :
http://www.lmm.jussieu.fr/~lagree/COURS/MECAVENIR/cours4_eqchal_loc.pdf
Bonjour Vanoise,
En fait dans les 2 cas. Pour la 3D je passe par le logiciel Ansys qui utilise la méthode des éléments finis pour résoudre.
Merci beaucoup.
En absence de source thermique dans le système, l'équation de conservation de l'énergie thermique s'écrit :
avec : : masse volumique
c : capacité calorifique massique isochore (dans le cas des solides et des liquides) on ne fait la différence entre capacité calorifique isochore et capacité calorifique isobare)
: vecteur densité de flux thermique.
Dans le cas où seul intervient la conduction thermique, la loi de Fourier s'applique. Si on note la conductivité thermique du milieu :
; ce qui conduit à :
Expression du laplacien en coordonnées cartésiennes :
En cas de conduction unidirectionnelle :
Annuler
connectez vous