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Transfert de chaleur 2005 Génie Mécanique et Conception Université de Technologie de Belfort Montbéliard

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Examen du Supérieur Université de Technologie de Belfort Montbéliard. Sujet de Transfert de chaleur 2005. Retrouvez le corrigé Transfert de chaleur 2005 sur Bankexam.fr.
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TF52Transfertsdechaleur------------------------------------------------------------------------------------------------------------------UTBM le18 Janvier 2006partiel ExamenS. ABBOUDI------------------------------------------------------------------------------------------------------------------cours autorisé **** I-Régime transitoire 3 1-Une pièce en acier (λ=40 W/(m.C),ρ=7820Kg/m , C=470 J/(Kg.C))de grandes dimensions est initialement à la température de35 C. a) Calculer la température de la pièce à une profondeur de2,5 cmau bout de30secondes si on la soumet à : - une augmentation brusque de la température de surface à250°C. 5 2 - une densité de flux constante :q0= 3,2.10W/m. b) Reprendre ce calcul dans le cas où la pièce a une épaisseur finieL=10 cmisolée sur et l’autre face. Expliquer s’il y’a équivalence ou non entre les deux approches. 3 2- Une autre pièce en aluminium (λ=100 W/(m.C),ρ=2770Kg/m , C=960 J/(Kg.C))de grandes dimensions est à la température uniforme de200 C. On abaisse brutalement sa température de surface à70 Cpièce quand la. Quelle est la chaleur perdue par unité de surface par la température à une profondeur de4 cma chuté de120 C. II- Ecoulement entre deux plaques parallèles On considère un fluide (λ,µ,ρ, Cp)en écoulement entre deux plaques parallèles distantes de det de largeur suffisamment grande pour négliger l’influence de cette direction. L’écoulement est provoqué par un gradient de pression (direction Ox) entre l’entrée et la sortie de la conduite. Les plaques sont supposées immobiles et soumises à un flux de chaleur uniformeQ. L’écoulement fluide est supposé visqueux, incompressible, laminaire, permanent, bidimensionnel (x,y), entièrement développé, à propriétés constantes et sans génération de chaleur. On négligera les forces de volume, la chaleur générée par les effets visqueux et la conduction axiale. 1-Justifier et simplifier les équations générales de bilan permettant d’obtenir le profil de 2 y y vitesse suivant :u( y )=K(), déterminer la valeur deK. 2 d d 2-:Montrer que le profil de température du fluide est donnée par la relation 3 4 6UC yy dy 1 T (x, y)=(− −)+C x+Cα: diffusivité,Uvitesse moyenne 1 2 2 α24d 12d 3-Calculer la vitesse et la température moyennes du fluideTm( x ) pondéréepar la vitesse et constantesC1e0 )=T déterminer lestC2 (Tm(e) 4-Déterminer ensuite le coefficient d’échange entre le fluide et la plaque du haut située en y=dpuis le nombre de Nusselt correspondant.