STG-PHYS-06-Transferts thermiques
- ue-sec-stg-phys-05
- Génie Mécanique
Semestre : 3
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Philippe GERARD
- Sébastien POLI
| Total coefficients : 2 |
| Total heures : 25,5 (13,5 cours, 12 TD) |
| Total heures travail personnel : 20 |
Prérequis
Connaissance des outils mathématiques pour l’ingénieur
Objectif
Comprendre les phénomènes physiques liés aux transferts de chaleur par conduction, convection et rayonnement. Maîtriser et savoir appliquer les connaissances concernant les transferts de chaleur, pour résoudre des problèmes spécifiques du domaine des sciences de l’ingénieur.
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
- 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
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.
- Mettre en œuvre une démarche de vérification systématique
Programme
Introduction aux transferts de chaleur
La conduction
Loi de Fourier
Analogie thermique-électrique ; Notion de résistance thermique
Equation de la chaleur. Résolution dans quelques cas simples (couches planes, cylindriques)
Calcul des ailettes
La convection
Mécanismes et différents types de transferts de chaleur par convection
Analyse dimensionnelle appliquée à la convection
Calcul des coefficients d'change par convection naturelle et forcée en utilisant des corrélations
Le rayonnement
Grandeurs énergétiques (flux; émittance; luminance)
Surfaces noires et émission des corps réels
Lois fondamentales (loi de Wien ; loi de Stefan – Boltzmann; loi de Planck.)
Echanges radiatifs entre surfaces; facteurs de forme ; La méthode des radiosités
Travail en autonomie :
Mise à niveau sur les prérequis
Certaines parties des chapitres de cours seront à étudier de manière autonome
Approfondissement du cours après les séances
Exercices de TD à travailler en autonomie
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
Introduction aux transferts de chaleur
La conduction
Loi de Fourier
Analogie thermique-électrique ; Notion de résistance thermique
Equation de la chaleur. Résolution dans quelques cas simples (couches planes, cylindriques)
Calcul des ailettes
La convection
Mécanismes et différents types de transferts de chaleur par convection
Analyse dimensionnelle appliquée à la convection
Calcul des coefficients d'change par convection naturelle et forcée en utilisant des corrélations
Le rayonnement
Grandeurs énergétiques (flux; émittance; luminance)
Surfaces noires et émission des corps réels
Lois fondamentales (loi de Wien ; loi de Stefan – Boltzmann; loi de Planck.)
Echanges radiatifs entre surfaces; facteurs de forme ; La méthode des radiosités
Travail en autonomie :
Mise à niveau sur les prérequis
Certaines parties des chapitres de cours seront à étudier de manière autonome
Approfondissement du cours après les séances
Exercices de TD à travailler en autonomie
Mode d'évaluation
Un écrit d’1h30 (devoir surveillé)
Bibliographie
J.F. SACADURA – Initiation aux transferts thermiques, 2000, Edition Tec&Doc, Paris.
Holman - Heat transfer - Mac Graw Hill
Incropera, De Witt, Brgman, Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 2006, John Wileyt & Sons