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 Convection sur une plaque isotherme


convection : convection heat transfer coefficient

Convection - plaque plane, coefficient d'échange thermique : description

Introduction

Pour cet exemple, il n'y a pas de fichiers "QuickField" car il s'agit d'un simple calcul d'un coefficient de transfert thermique. Pour une pré-étude, on peut utiliser les coefficients d'échange donnés ici : "Coefficients de convection".
Dans des cas particuliers il est nécessaire de faire un calcul (sans pour cela utiliser un logiciel de mécanique des fluides), par exemple en cas de dépression comme pour la situation décrite dans le croquis ci-dessus :


Question / Réponse

  • Quelle est la puissance thermique issue de la plaque par mètre de largeur ?
  • Réponse :

h dépend de Nu (nombre de Nusselt) qui dépend de Re (nombre de Reynolds), calculé en fonction de ν (viscosité cinématique).

  1. Calcul de ν (viscosité cinématique)

  2. ν est donné par interpolation par la table A.4 du livre cité en référence ci-dessus soit
    23.12e-6 m²/s (@ 1 atm) . Soit pour la pression donnée : 23.12e-6x(1.0133e5/6.0e3) = 3.9e-4 m²/s

  3. Calcul de Re (nombre de Reynolds)

  4. Re est donné par la relation
    Re = u x (L / ν) = 10.0x(0.5/3.9e-4) = 12 820.0 (==> écoulement laminaire)

  5. Calcul de Nu (nombre de Nusselt)

  6. Nu = 0.664xRe1/2xPr1/3 = 0.664x128201/2x0.6961/3 = 66.53

  7. Calcul de h (coefficient de transfert thermique)

  8. Enfin h est donné par
    h = (Nu x k) / L, avec k conductictivité thermique donnée par interpolation : 0.031 W/K•m
    soit h = (66.53x0.031)/0.5 ≅ 4.125 W/K•m²

En définitive, puisque P = h x L x (Tplaque - T),
P ≅ 95 W/m.


Compléments

  • Hyp. : la viscosité cinématique est inversement proportionnelle à la pression.

Fichiers

L'exemple ayant une définition littérale, il n'y a pas de fichier de simulation.


July 2021 | Copyright 2022 Ocsimize