Séance de cours

Transfert de chaleur : la convection et la loi de Newton

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Dans cours

PHYS-106(h): Physique générale : thermodynamique

Le but du cours de Physique générale est de donner à l'étudiant les notions de base nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques. L'objectif est atteint lorsque l'étudiant est capable de prévoir quantitativement les conséquences de ces phénomène ...

Description

Cette séance de cours couvre le phénomène de transfert de chaleur par convection, où la chaleur est transférée par le mouvement macroscopique des fluides ou des gaz. L'instructeur explique la loi empirique régissant la convection thermique, connue sous le nom de loi de Newton, et fournit une interprétation physique de cette loi. La séance de cours explore également les facteurs influençant le coefficient de transfert de chaleur, tels que les propriétés des fluides, la géométrie de l'objet et les transitions de phase. En examinant des exemples de différentes substances et l'impact de la vitesse du fluide sur l'efficacité du transfert de chaleur, la séance de cours illustre comment la convection peut être très efficace dans certaines conditions.

Enseignant·e

Ivo Furno

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jules Amédée Aristobule Schadt, Renat Karimov, Amélie Renggli, Yuri Asnis, Michael Goddijn, Vanni Jonas Meier, Cyrille Sepulchre, Francesco D'Angelo A dirigé les thèses EPFL de Federico Nespoli, Oulfa Chellai, Thibaut François Hugo Richard, Fabian Manke, Riccardo Agnello, Alexandra Waskow, Lorenzo Ibba, Agus Rita, Kadi Lyes Roland A co-dirigé les thèses EPFL de Davoud Iraji, Christian Gabriel Theiler, Alexandre Dominique Bovet, Fabio Avino Cours Physique génér

Source officielle

Concepts associés (24)

Convection thermique

La convection (thermique) désigne le transfert d'énergie thermique au sein d'un fluide en mouvement ou entre un fluide en mouvement et une paroi solide. Ce transfert d'énergie est réalisé par deux modes de transfert élémentaire combinés que sont l'advection et la diffusion. La convection constitue, avec la conduction et le rayonnement, l'un des trois modes d'échange de chaleur entre deux systèmes, et diffère de ces derniers par la méthode de transfert.

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.

Dynamique des fluides

La dynamique des fluides (hydrodynamique ou aérodynamique), est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquides ou gazeux. Elle fait partie de la mécanique des fluides avec l'hydrostatique (statique des fluides). La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande de calculer diverses propriétés des fluides comme la vitesse, la viscosité, la densité, la pression et la température en tant que fonctions de l'espace et du temps.

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.

Transfert thermique

vignette|alt=Autour d'un feu, des mains reçoivent sa chaleur par rayonnement (sur le côté), par convection (au-dessus de ses flammes) et par conduction (à travers un ustensile en métal).|Les modes de transfert thermique ( en anglais pour « rayonnement »). Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est l'un des modes d'échange d'énergie interne entre deux systèmes, l'autre étant le travail : c'est un transfert d'énergie thermique qui s'effectue hors de l'équilibre thermodynamique.

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