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Jean-François Sacadura Transferts thermiques Initiation et approfondissement Co

Jean-François Sacadura Transferts thermiques Initiation et approfondissement Coordonnateur Transferts thermiques Initiation et approfondissement Chez le même éditeur : Géostructures énergétiques Collection « Génie civil » L. Lalaoui, A. Di Donna, 2014 Systèmes diphasiques : éléments fondamentaux et applications industrielles Collection « Science et ingénierie des matériaux » J. Woillez, 2014 Modélisation des écoulements multiphasiques turbulents hors d’équilibre Collection « Mécanique des fluides » R. Borghi, F. Anselmet, 2014 Chocs et impacts sur les matériaux et les structures : de la théorie aux méthodes de l’ingénieur Collection « Génie civil » P. Bailly, 2013 Direction éditoriale : Fabienne Roulleaux Édition : Céline Bénard, Solène Le Gabellec Fabrication : Estelle Perez Couverture : Isabelle Godenèche Composition : STDI, Lassay-les-Châteaux Impression : Laballery, Clamecy © 2015, Lavoisier, Paris ISBN : 978-2-7430-1993-8 Transferts thermiques Initiation et approfondissement Coordonnateur Jean-François Sacadura Professeur des Universités émérite à l'INSA de Lyon Membre fondateur et ancien directeur du CETHIL Co-rédacteur en chef de High Temperatures – High Pressures editions.lavoisier.fr Liste des auteurs Jocelyn BONJOUR Professeur des universités, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Pierre-Olivier CHAPUIS Chargé de recherche, CNRS Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Agnès DELMAS Maître de conférences, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Ronnie KNIKKER Maître de conférences, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Frédéric LEFÈVRE Professeur des universités, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Stéphane LIPS Maître de conférences, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Hervé PABIOU Chargé de recherche, CNRS Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Martin RAYNAUD Professeur des universités, INSA de Lyon. Expert Thermique, Thales Communications & Security Rémi REVELLIN Maître de conférences, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Jean-François SACADURA Professeur émérite, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Valérie SARTRE Maître de conférences, INSA de Lyon Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) VI Transferts thermiques Rodolphe VAILLON Directeur de recherche, CNRS Centre d’Énergétique et de Thermique de Lyon (CETHIL) Monika WOLOSZYN Professeur des universités, Université Savoie Mont Blanc Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l’Environnement (LOCIE) Le CETHIL est une Unité Mixte de Recherche (UMR 5008) de l’INSA de Lyon, de l’Université Claude Bernard Lyon 1 et du CNRS. Le LOCIE est une Unité Mixte de Recherche (UMR 5271) de l’Université Savoie-Mont-Blanc et du CNRS. Table Liste des auteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV Principales abréviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVII Principaux symboles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXI ▬ Chapitre 1 ▬ Initiation aux transferts thermiques 1. ■ Thermodynamique et transferts thermiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2. ■ Les différents modes de transfert de la chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2.1. Conduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2. Rayonnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.3. Convection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.4. Échange de chaleur lors d’un changement de phase. Combinaison des différents modes de transfert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3. ■ Schéma de l’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 ▬ Chapitre 2 ▬ Transferts de chaleur par conduction 1. ■ Phénoménologie. Notions de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1. Champ de température, lignes de flux, surfaces isothermes . . . . . . . . . . 8 1.2. Gradient de température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. ■ Loi de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1. Loi de Fourier pour un milieu isotrope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2. Vecteur densité de flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3. Loi de Fourier en milieu anisotrope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.4. Conductivité thermique. Ordres de grandeur. Évolution avec la température et la pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3. ■ Équation de diffusion de la chaleur (ou équation de la conduction) . . . . . . 14 3.1. Forme générale pour un milieu homogène et isotrope . . . . . . . . . . . . . 14 3.2. Diverses formes de l’équation de la conduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.3. Conditions aux limites et condition initiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4. ■ Conduction stationnaire avec  constante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1. Paroi plane avec génération volumique de chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.2. Paroi plane sans génération volumique de chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.3. Géométrie cylindrique monodimensionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.4. Sphère . . . . . . . uploads/Science et Technologie/ cheminement-polygo-corrige 1 .pdf