Ce module a pour vocation d’apporter les bases nécessaires à la compréhension des mécanismes fondamentaux mis en jeux dans les trois modes de transferts de chaleur classiques (conduction, convection et rayonnement) qui interviennent généralement de manière couplée dans les milieux naturels et dans les applications industrielles.
b) Contenu de l’Unité d’Enseignement
Ce cours se propose de faire acquérir les outils nécessaires à la résolution de problèmes simples faisant intervenir des couplages conduction-convection-rayonnement. L'étudiant devra être capable d’estimer les épaisseurs des couches limites de convection forcée et naturelle en faisant apparaître les nombres caractéristiques, de calculer les coefficients d’échange et les nombre de Nusselt en convection forcée externe et interne, de faire un bilan énergétique prenant en compte les échanges thermiques par rayonnement et convection entre un objet et son environnement ou entre deux objets.
-Convection forcée en écoulement externe (analyses d'échelle, concept de couche limite dynamique et thermique, coefficient d’échange, nombre de Nusselt, nombre de Prandtl, méthodes intégrales).
-Convection forcée en écoulement interne (longueurs d'établissement, température de mélange) : application aux échangeurs de chaleur.
-Convection naturelle (analyses d'échelle, nombre de Grashof, approximation de Boussinesq). Convection mixte (nombre de Froude).
-Transferts radiatifs (Luminance, Emittance, Loi de Lambert, facteurs de forme, rayonnement du corps noir (lois de Planck et de Stefan-Boltzmann), corps gris, échanges radiatifs entre surfaces opaques (radiosité), introduction aux parois semi-transparentes).
-Couplage convection rayonnement : application aux capteurs solaires
Deux séances de Travaux Pratiques porteront sur la convection forcée autour d’un cylindre et le couplage convection/rayonnement.
Module 1
