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Niveau maths spé
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Transferts thermiques

Posté par
Brahim11
10-05-20 à 19:18

Salut tout le monde,
S'il vous plait j'ai besoin d'aide dans l'exercice suivant:
"Un tore de section carrée a×a et de rayon intérieur a (donc de rayon extérieur 2a) est fabriqué dans un matériau de masse volumique ,u, de capacité calorifiquemassique c et de conductivité thermique . Le profil des températures possède la symétrie cylindrique : T ne dépend que de r. les faces r=a et r=2.a sont placées dans le vide.
Sur les faces parallèles (z = 0) et (z = a), on pose deux disques parfaitement isolants thermiquement et de surface parfaitement réfléchissantes. "

dans les questions qui suivent, on a fait un bilan thermique, conduisant a une équation différentiel en T(r,t). Après on a cherché une solution a variable séparées : T(r,t)=(t).(r).
Question : En examinant tous les transferts thermiques possibles sur la face interne (r=a) , justifier le fait que  \frac{\partial \rho }{\partial r} \left|_{r=a}=0 .

J'ai alors deux questions :
1) Est ce que le température (ou plutot (r))  varie seulement à cause des transferts thermiques ? (c'est à dire à t'on :  pas da transferts thermiques Température constante ? )
2) D'apprès le corrigé :
"Le transfert convectif est nul puisque la face interne est dans le vide . Le transfert radiatif est nul aussi car la face intérieure du tore est en regard avec elle-meme puisque les disquent qui "ferment" le tore sont parfaitement réfléchissants. Enfin, le transfert par conduction est également nul puisqu'il ne paut pas se faire avec le vide, donc
  \frac{\partial \rho }{\partial r} \left|_{r=a}=0 "
Pour le transfert convectif c'est clair. mais pour le transfert radiatif : je n'ai pas compris comment "le tore est en regard avec elle meme"+"disques réfléchissantes" pas de transfert radiatif !
aussi pour le transfert par conduction, c'est vrai q'il ne peut pas s'effectuer dans le vide en r=a-, mais en r=a+ la surface r=a est en contacte avec le tore (on considère le volume entre les deux cylindres de rayons r=a et r=a+dr )  !

Merci infiniment pour l'aide

Posté par
vanoise
re : Transferts thermiques 10-05-20 à 19:36

Bonsoir
Les surfaces réfléchissante empêchent toute perte par rayonnement

Posté par
vanoise
re : Transferts thermiques 10-05-20 à 19:44

De plus : chaque élément de la face intérieure peut recevoir de la puissance des autres éléments de la face intérieure par rayonnement mais également en céder par rayonnement. La puissance cédée doit être égale à la puissance reçue, sinon, il y aurait nécessairement  des zones de la face intérieure plus chaudes que d'autres ce qui est en contradiction avec l'hypothèse selon laquelle T ne dépend que de t et r. Hypothèse logique compte tenu de la symétrie du dispositif.

Posté par
gts2
re : Transferts thermiques 10-05-20 à 19:46

Bonjour,

Pour 1, j'aurai tendance à raisonner dans l'autre sens : \vec{j_Q}=-\kappa \vec{grad}(T), donc si T est non uniforme, il y a un flux thermique, et si T uniforme, le flux est nul.

Pour la partie radiative, le centre du tore forme une cavité fermée. Chaque élément de surface émet du rayonnement qui aboutit obligatoirement sur le reste de la surface intérieure du tore, puisque que celui reçu par les plaques réfléchissantes est intégralement renvoyé. En faisant la somme, la puissance émise par l'intérieur du tore est égale à celle reçue, donc la puissance totale est nulle.

Pour la partie conductive, jQ est continu, donc si jQ(r=a-)=0 alors  jQ(r=a+)=0.

Posté par
gts2
re : Transferts thermiques 10-05-20 à 19:46

Bonjour,

Désolé, j'ai encore oublier le bouton "Vérifier ..."

Posté par
Brahim11
re : Transferts thermiques 12-05-20 à 02:53

C'est tout a fait clair,  grand merci à vous  



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