STG-PHYS-05-Transferts thermiques
- ue-sec-stg-phys-05
- Génie Thermique Energétique et Environnement
Semestre : 3
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Carmen VASILE-MULLER
| Total coefficients : 2 |
| Total heures : 25,5 (12 cours, 13,5 TD) |
| Total heures travail personnel : 25 |
Prérequis
programme de mathématiques de première année : calcul intégral, équations différentielles, trigonométrie
Objectif
initier le futur ingénieur aux bases des transferts thermiques
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
- 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
- Identifier et comparer des méthodes de résolutions potentielles
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.
- Choisir, appliquer et adapter les méthodes d'analyse et de spécifications du besoin
- Définir les solutions techniques répondant au besoin
- Choisir et appliquer les méthodes de dimensionnement et de modélisation
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.
- Être capable de faire l'état de l'art scientifique et technique y compris dans un domaine non familier
- Proposer des solutions innovantes en prenant en compte les objectifs de développement durable
Axe A6 : ARBITRAGE DES SITUATIONS COMPLEXES
Aptitude à réaliser des arbitrages sur les problèmes complexes et partiellement définis en prenant en compte les objectifs de développement durable définis par l'ONU.
- Faire preuve d'esprit critique par rapport à son propre travail
Axe A8 : APPRENTISSAGE TOUT AU LONG DE LA VIE
Capacité à être acteur de son propre développement de compétences en s'appuyant sur les bonnes pratiques, en construisant son réseau professionnel et en mobilisant les ressources de la formation professionnelle continue.
- Capitaliser les connaissances et les savoir-faire
Programme
-échanges de chaleur par rayonnement : spectre électromagnétique, définitions : flux, intensité lumiance, grandeurs spectrales, lois fondamentales, échange par rayonnement entre surfaces noires et entre surfaces grises
-échanges de chaleur par conduction : équation générale de la chaleur, résolution en régime permament (mur, ailette de radiateur), résolution en régime transitoire (mur semi -infini conditions de saut de chaleur ou de flux imposé)
-échanges de chaleur par convection forcée et libre : viscosité, fluide parfait fluide réel; analyse dimensionnelle : introduction des nombres de Reynolds, Prandl, Nusselt, Grashof; écoulement en conduite, écoulement autour d'une paroi solide.
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
-échanges de chaleur par rayonnement : spectre électromagnétique, définitions : flux, intensité lumiance, grandeurs spectrales, lois fondamentales, échange par rayonnement entre surfaces noires et entre surfaces grises
-échanges de chaleur par conduction : équation générale de la chaleur, résolution en régime permament (mur, ailette de radiateur), résolution en régime transitoire (mur semi -infini conditions de saut de chaleur ou de flux imposé)
-échanges de chaleur par convection forcée et libre : viscosité, fluide parfait fluide réel; analyse dimensionnelle : introduction des nombres de Reynolds, Prandl, Nusselt, Grashof; écoulement en conduite, écoulement autour d'une paroi solide.
Mode d'évaluation
un devoir sur table de 1h30, préparation des TD, devoirs à la maison
Bibliographie
J.F Sacadura, "initiation aux transferts thermiques", Editions Tec & Doc
Benson, "Physique 3. Ondes, optique et physique moderne", de Boeck
J. Ouin, "Transferts thermiques, rappel de cours et applications", EL educative
J.H. Lienhard, "A heat transfer textbook fourth edition" Dover