Combinaison de différents modes de transfert thermique
Résistances thermiques superficielles
Considérons une paroi en contact avec de l'air sur l'une de ses surfaces. On suppose que l'air et la paroi ont des températures différentes.
Dans ce cas le transfert d'énergie sous forme de chaleur au niveau de la surface s'effectue à la fois par convection et par rayonnement. La résistance à ce transfert est appelé résistance superficielle ; cette grandeur tient compte de manière globale à la fois de la convection et du rayonnement, c'est-à-dire des échanges thermiques superficiels.
On distingue les :
résistances thermiques d'échanges superficielles intérieures (
),résistances thermiques d'échanges superficielles extérieures (
).
Flux et résistances
Les flux de conduction, convection et rayonnement s'additionnent.
Les résistances thermiques se superposent en série, c'est-à-dire qu'elles s'additionnent. C'est pourquoi on raisonne souvent sur les résistances thermiques.
Fondamental : Transfert de chaleur pour une paroi d'épaisseur e
Dans le cas traité ici, on suppose que le transfert d'énergie sous forme de chaleur au niveau des deux surfaces intérieure et extérieure s'effectue à la fois par convection et par rayonnement. Le transfert de chaleur dans la paroi s'effectue par conduction.
La résistance thermique globale de la paroi s'exprime par :
Le coefficient thermique global (aussi appelé coefficient global de transmission thermique) de la paroi s'exprime par :
Complément : Paroi composée de plusieurs couches
On considère le cas d'un mur constitué de 3 couches numérotées de 1 à 3 ayant pour conductivités respectives
,
et
et pour épaisseurs respectives
,
et
. On généralise facilement à
couches.
Dans le cas traité ici, on suppose que le transfert d'énergie sous forme de chaleur au niveau des deux surfaces, intérieure et extérieure, s'effectue à la fois par convection et par rayonnement. Le transfert de chaleur dans la paroi s'effectue par conduction.
La résistance thermique globale de la paroi s'exprime par :
Le coefficient thermique global de la paroi s'exprime par :
