Echanges Thermiques et Massiques

Objectifs

Ce cours a pour objectif d'introduire les trois grands mécanismes de transfert de la chaleur (conduction, convection, rayonnement) que l'ingénieur en mécanique des fluides peut être amené à rencontrer dans son métier. Ce cours doit permettre d'acquérir des méthodes de calcul des ordres de grandeurs des échanges thermiques sur des systèmes technologiques ou naturels. Ce cours s'appuie sur le livre Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Bergman et al..

Description

1. Introduction : les différents mécanismes d'échange, bilans d'énergie, exemples d'application.
2. Conduction : problèmes stationnaires 1D et 2D, problèmes instationnaires.
3. Convection : convection forcée, écoulements externes et internes, convection narurelle, équations de conservation, couches limites et approches empiriques.
4. Rayonnement : physique du rayonnement, corps noirs, propriété des surfaces, interaction entre surfaces.
5. TP : thermographie infrarouge, mesure de la conductivité et de la diffusivité d'un sable.

Compétences visées

- être capable de calculer un flux de chaleur ou une résistance thermique dans les cas de conduction stationnaire

- être capable de calculer, à l'aide de corrélations, un coefficient d'échange de chaleur pour des écoulements incompressibles externes ou internes, ou en convection naturelle

- être capable d'utiliser les règles de dimensionnement et de calcul des échangeurs de chaleur basées sur le Nombre d'Unité de Transfert (NTU)

- être capable de manipuler des grandeurs spectrales ou directionnelles du rayonnement thermique (luminance, émittance, irradiance...)

- être capable de calculer des flux rayonnés entre surfaces

Bibliographie

T.L. Bergman, A.S. Lavine, F.P. Incoprera, D.P. Dewitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, J. Wiley

Session 1 ou session unique - Contrôle des connaissances

Session 2 - Contrôle des connaissances