STG-SPI-2-Transfert de chaleur 1
- ue-fip-meca-stg-spi-2
- FIP Mécanique
Semestre : 5
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Marc VEDRINES
- Hakim REMITA
| Total coefficients : 2 |
| Total heures : 16 (8 cours, 8 TD) |
Prérequis
Mathématiques niveau BTS industriel
Physique s niveau BTS industriel
Objectif
Maîtrise des problèmes relatifs aux transferts de chaleur. L’apprenant doit être capable d’établir le bilan thermique d’une installation industrielle, de dimensionner les échangeurs de cette installation.
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.
- 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.
- Établir les modèles en vue de la prévision du comportement du produit ou du système
- Choisir et appliquer les méthodes de dimensionnement et de modélisation
Programme
Cours
- Introduction aux transferts de chaleur :
Transferts de chaleur et thermodynamique
Les différents modes de transmission de la chaleur
- La conduction :
Loi de Fourier
Analogie thermique-électrique
Notion de résistance thermique
Equations générales de la conduction
Résolution dans quelques cas simples(couches planes, couches cylindriques)
Calcul de températures de paroi
Etude des ailettes
- La convection
Mécanismes et différents types de transferts de chaleur par convection
Analyse dimensionnelle appliquée à la convection
Calcul des coefficients d’échange par convection naturelle et forcée en utilisant des corrélations expérimentales
Prise en compte des échanges radiatifs
Notion de coefficient d’échange par rayonnement
TD
Les TD sont orientés vers la réalisation de bilans thermiques et le dimensionnement des échangeurs.
TP
- Sondes et mesures :
Caractéristiques de diverses sondes de mesure de température : thermocouple, résistance de platine, thermistance
- Principes fondamentaux :
Conduction en régime permanent : mesure de la conductivité thermique d’un barreau
- Echangeurs de chaleur :
Radiateur : évaluation théorique et expérimentale du coefficient d’échange global en fonction du débit d’eau
Chaudière : bilan thermique de l’installation, rendement de combustion de la chaudière
- Machines thermiques :
Pompe à chaleur : tracé du cycle sur un diagramme h, log(p) pour deux détendeurs
Calcul des COP et des coefficients d’efficacité
Mode d'évaluation
Contrôle continue + Contrôle sur table + 1 évaluation en TP
Bibliographie
Les bases de la mécanique des fluides et transferts de chaleur et de masse pour l'ingénieur :
de Esteban Saatdjian
Transferts thermiques - 5e édition - Introduction aux transferts d'énergie20 août 2014
de Jean Taine et Franck Enguehard