Séance de cours

Transfert de chaleur par un fluide

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Dans cours

EE-536: Physical models for micro and nanosystems

Students will learn simple theoretical models, the theoretical background of finite element modeling as well as its application to modeling charge, mass and heat transport in electronic, fluidic and e

Description

Cette séance de cours couvre la simulation du transfert de chaleur par un fluide à l'aide du logiciel COMSOL Multiphysics. Il comprend des sujets tels que la modélisation des puits de chaleur refroidis à l'air, les couplages thermiques multiphysiques et le calcul des champs de température et d'intensité radiative. La séance de cours démontre l'utilisation de diverses interfaces physiques pour modéliser le transfert de chaleur par conduction, convection et rayonnement, ainsi que le transfert de chaleur conjugué et le chauffage électromagnétique.

Enseignant·e

Andras Kis

2015− Associate professor, EPFL, STI, Institute of Electrical Engineering (IEL) and Materials Science and Engineering Institute (IMX) 2008−2015 Tenure-track assistant professor at EPFL, School of Engineering (STI), Institute of Electrical Engineering (IEL) 2004−2007 Postdoctoral researcher at the University of California, Berkeley, Physics Department in the group of Prof. Zettl 2000−2003 PhD student at EPFL, Faculty of basic sciences, Institute of physics of complex matter, group of Prof. Forró 1994−1999 MS, Physics, University of Zagreb, Croatia 1994 Baccalaureate, MIOC (Mathematical and Informational Educational Center) high school

Source officielle

Concepts associés (32)

Conduction thermique

La conduction thermique (ou diffusion thermique) est un mode de transfert thermique provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu, ou entre deux milieux en contact, et se réalisant sans déplacement global de matière (à l'échelle macroscopique) par opposition à la convection qui est un autre mode de transfert thermique. Elle peut s'interpréter comme la transmission de proche en proche de l'agitation thermique : un atome (ou une molécule) cède une partie de son énergie cinétique à l'atome voisin.

Convection

La convection est l'ensemble des mouvements internes (verticaux ou horizontaux) qui animent un fluide et qui impliquent alors le transport des propriétés des particules de ce fluide au cours de son déplacement. Elle peut être due à des différences de température, une agitation mécanique, un pompage etc. Ce transfert implique l'échange de chaleur entre une surface et un fluide mobile à son contact, ou le déplacement de chaleur au sein d'un fluide par le mouvement d'ensemble de ses molécules d'un point à un autre.

Rayonnement thermique

Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique généré par l'agitation thermique de particules dans la matière quel que soit l'état de celle-ci : solide, liquide ou gaz. Le spectre de ce rayonnement s'étend du domaine micro-ondes à l'ultra-violet. L'expression est également utilisée pour des phénomènes beaucoup plus énergétiques tels que rencontrés dans les plasmas, qui sont la source de rayonnement X. Ce phénomène conduit au rayonnement du corps noir lorsque l'interaction matière - rayonnement est réversible et importante.

Coefficient de transfert thermique

Le coefficient de transfert thermique ou coefficient de transmission thermique est un coefficient quantifiant le flux d'énergie traversant un milieu, par unité de surface, de volume ou de longueur. L'inverse du coefficient de transfert thermique est la résistance thermique. C'est un terme important dans l'équation d'un transfert thermique et permet d'indiquer la facilité avec laquelle l'énergie thermique passe un obstacle ou un milieu. Dans le cas d'un transfert surfacique, il est appelé coefficient de transfert thermique surfacique ou résistance thermique d'interface.

Chaleur (thermodynamique)

vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.

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