STG-SPI-2-Transfert de chaleur
- ue-fip-gce-stg-spi-2
- FIP Génie Thermique Energétique et Environnement
Semestre : 6
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Carmen VASILE-MULLER
- Benjamin LATOUR
| Total coefficients : 1,5 |
| Total heures : 16 (8 cours, 8 TD) |
| Total heures travail personnel : 12 |
Prérequis
Maîtrise de connaissances en mathématique concernant les équations différentielles, le calcul intégral, la trigonométrie. Maîtrise de connaissances de semestre S5: "Transfert de chaleur 1".
Objectif
Comprendre les phénomènes physiques mis en jeu et maîtriser les problèmes de base des transferts de chaleur. Se constituer un fondement nécessaire à la définition des solutions techniques répondant au besoin de systèmes complexes.
L'apprenant devra connaître, comprendre et analyser les phénomènes physiques liés à la conduction et à la convection pour des systèmes existants. Il devra être capable de formaliser un problème de transfert de chaleur à l'aide d'outils analytiques ou numériques; il devra être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de ces outils.
Compétences attendues
Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Connaître et expliquer les concepts théoriques relatifs à un large champ de sciences fondamentales
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de méthodes analytiques ou numériques
- Identifier et exploiter les interactions entre des champs de sciences fondamentales connexes
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité
Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Identifier un problème, le reformuler
- Déterminer les leviers d'actions permettant de résoudre un problème
- Identifier et comparer des méthodes de résolutions potentielles
- Choisir une méthode de résolution adaptée au problème et en évaluer l'efficacité
Axe A3 : CONCEPTION TECHNIQUE
Capacité à mobiliser ou à développer des nouvelles méthodes de conception afin de concevoir des produits, des processus et des systèmes en tenant compte des dernières avancées techniques dans le domaine tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et énergétiques.
- Analyser et comparer un large champ de données techniques
- Définir les solutions techniques répondant au besoin
Axe A4 : PRATIQUE DE L’INGÉNIERIE
Aptitude à consulter et appliquer les codes de bonnes pratiques, sur la base d'études scientifiques et techniques, piloter et mettre en œuvre de manière structurée un projet ou un processus en organisant le travail des collaborateurs de l'entreprises dans le respect de la réglementation en matière de sécurité et dans le respect des valeurs sociétales et éthiques.
- Appliquer des méthodes de préconception ou de prédimensionnement
Axe A5 : ÉTUDES ET RECHERCHES
Capacité à investiguer un sujet technique en mobilisant les données issue de la recherche afin de réaliser des tests, conduire des expérimentations et des études d'applications.
- Faire preuve d'esprit critique et de créativité pour développer des idées originales et nouvelles
- Évaluer le potentiel d’application d’une technologie émergente dans la spécialité d’ingénieur
Programme
- La convection
Notions de base; propriétés des fluides. Mécanismes et différents types de transferts de chaleur par convection. Régime laminaire, régime turbulent. Équations de conservation.
Analyse dimensionnelle appliquée à la convection. Nombres sans dimension.
Calcul des coefficients d'échange par convection naturelle et forcée en utilisant des corrélations expérimentales. Couches limites. Écoulements en conduite.
- Notions sur les échangeurs de chaleur
Définitions et architecture générale
Principaux types d'échangeurs selon le type d'écoulement. Echangeurs à fluides séparés - Description des échangeurs. Distribution des températures dans un échangeur.
Étude d'un échangeur - Dimensionnement thermique.
Évaluation des performances thermiques et calcul du coefficient d'échange global.
Efficacité d'un échangeur. Méthode DTLM.
Les TD seront orientés vers des cas d'étude en application de notions présentées en cours.
Mode d'évaluation
La maîtrise des connaissances de bases requises pour développer les compétences de l'ingénieur seront évaluées en contrôle continu: participation aux TDs et par un contrôle écrit de 2h à la fin de semestre.
Bibliographie
J.F Sacadura, "Initiation aux transferts thermiques", Editions Tec & Doc.
M. Favre-Marinet, S. Tardu, "Ecoulements avec échanges de chaleur", Lavoisier.
J. Ouin, "Transferts thermiques, rappel de cours et applications", EL Educative.