Exemple: flux de chaleur à travers la fenêtre – Définition

Exemple – Flux de chaleur à travers une fenêtre

Perte de chaleur par les fenêtres

Les fenêtres sont l’une des principales sources de perte de chaleur d’une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers une vitre de verre de 1,5 mx  1,0 m et d’une épaisseur de 3,0 mm, si les températures aux surfaces intérieure et extérieure sont de 14,0 ° C et 13,0 ° C, respectivement. Calculez le flux de chaleur à travers cette fenêtre.

Solution:

À ce stade, nous connaissons les températures à la surface des matériaux. Ces températures sont également données par les conditions à l’intérieur et à l’extérieur de la maison. Dans ce cas, la chaleur circule par conduction à travers le verre de la température intérieure la plus élevée à la température extérieure la plus basse. Nous utilisons l’équation de conduction thermique:

Nous supposons que la conductivité thermique d’un verre commun est k = 0,96 W / mK

Le flux de chaleur sera alors:

q = 0,96 [W / mK] x 1 [K] / 3,0 x 10 ^-3  [m] = 320 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers cette fenêtre sera:

q _perte  = q. A = 320 x 1,5 x 1,0 = 480W

Densité de flux thermique – Flux thermique

Le taux de transfert de chaleur par unité de surface normale à la direction du transfert de chaleur est appelé flux de chaleur . Parfois, il est également appelé densité de flux de chaleur . En SI, ses unités sont des watts par mètre carré (Wm ⁻² ). Il a à la fois une direction et une grandeur, et c’est donc une quantité vectorielle. Le flux de chaleur moyen s’exprime comme suit:

où A est la zone de transfert de chaleur. L’unité de flux de chaleur en unités anglaises est Btu / h · ft ² . Notez que le flux de chaleur peut varier avec le temps ainsi que la position sur une surface.

Dans les réacteurs nucléaires , les limitations du flux de chaleur local sont de la plus haute importance pour la sûreté des réacteurs. Le combustible nucléaire étant constitué de crayons combustibles, le flux de chaleur y est défini en unités de W / cm (flux de chaleur linéaire local) ou kW / tige (puissance par crayon de combustible).