Définition
Transfert de chaleur
Échange d'énergie.
Il intervient naturellement entre 2 systèmes dès qu'il existe une différence de température,
quel que soit le milieu, même vide, qui les sépare.
Transmission de chaleur
3 modes principaux : la conduction, la convection et le rayonnement.
Thermodynamique
Étude des fluides ou des solides dans un état d'équilibre.
Première principe de la thermodynamique
Équivalence entre chaleur et travail.
Second principe de la thermodynamique
Mesure du déséquilibre thermique relatif entre 2 sources de chaleur.
Transfert thermique
Représente les mécanismes d'échange (conduction, convection, rayonnement) qui conduisent un état d'équilibre thermique à un autre état.
La conduction
- la chaleur se transmet de proche en proche, des particules chaudes vers les particules froides.
- s'effectue sans mouvement de matière.
- mode de transfert de la chaleur dans les solides et les fluides immobiles ou opaques.
La convection
- mode de transfert de la chaleur entre un fluide en mouvement et une paroi ou entre 2 particules de fluides dont les températures sont différentes.
- convection forcée : action mécanique extérieure (pompes, ventilateurs)
- convection libre ou naturelle : existence d'un champ d'inertie à la différence de masse volumique entre les particules fluides froides et chaudes.
- convection mixte
Le rayonnement
- existe lorsque la température est différente du zéro absolu.
Couplage des différents modes
- en général, les 3 modes interviennent simultanément
- un des 3 est prédominant
- ils peuvent être découplés et traités séparément
Les changements de phase
- mécanismes liés aux changements de phase : vaporisation, liquéfaction, condensation, fusion, sublimation, solidification
- constituent une source de chaleur supplémentaire
- chaleur latente : quantité d'énergie nécessaire pour passer de l'état initial à un autre état.
- chaleur sensible : modifie la température d'une matière.
Premier principe "Conversion de l'énergie"
Bilans globaux
- bilan de masse, de charge totale, de quantité de mouvement, ...
Bilan thermique
Premier cas : entre t et t+dt
Énergie accumulée = Énergie entrée + Énergie sortie + Énergie consommée ou générée
Deuxième cas : à l'instant t
Vitesse de variation de la chaleur intérieur = Flux de chaleur entrant + Flux de chaleur sortant
+ Vitesse de production ou de consommation de la chaleur intérieur
- ce bilan peut s'effectuer à plusieurs niveaux d'échelles (um au km)
