II.3.1.2 Les régimes permanents
Il s'agit de résoudre le système
d'équations linéaires
: Représente la surface de la frontière
extérieure j, l'indice j est au maximum égal
à 6.
25
Ce sont les régimes pour lesquels la température
en tout point du milieu est indépendante du temps, le
déséquilibre est entretenu par les sources de chaleur [18].
Chapitre II Transfert de Chaleur
II.3.1.3 Les régimes transitoires
Les régimes transitoires correspondent à
l'évolution d'un système d'un état initial (permanent ou
en équilibre) vers un état final (permanent ou en
équilibre) provoquée par un changement à l'instant initial
des sources; le champ de température T ( M ,t ) dépend
du champ de température initial T ( M ,0 ) mais l'influence de
celui-ci s'estompe avec le temps. A l'instant initial, au moins une source
change, par contre elles demeurent constantes ensuite. Les régimes
transitoires ne doivent pas être confondus avec les
régimes variables pour lesquels les sources
évoluent au cours du temps [18]
Le champ de températures est régi par le
système d'équations
26
La méthode générale de résolution
par les fonctions de Green ne peut être envisagée sans
posséder une bonne maîtrise préalable de la technique de
séparation de variables avec développement en série de
fonctions orthogonales.
II.3.2 Convection
La convection est un transfert de chaleur dans un milieu
matériel avec mouvement de matière. Ce mode de transfert ne
concerne donc que les fluides ou les échanges entre un solide et un
fluide. Ce mécanisme de transfert est régi par la loi de Newton
[16]:
(II.16)
Fluide à
S
Fig.II.4 : Définition d'un
élément de surface d'échange.
Avec : Flux de chaleur transmis par convection (W)
Coefficient de transfert de chaleur par convection
(Wm-2°C-1)
°
C)
(
Température de la surface
Chapitre II Transfert de Chaleur
°
C)
(
27
Température du milieu environnant la surface
S Aire de la surface de contact solide / fluide
(m2)
La transmission de chaleur par convection est
désignée, selon le mode d'écoulement du fluide, par
convection libre et convection forcée. Lorsqu'il se produit au sein du
fluide des courants dus simplement aux différences de
température, on dit que la convection est naturelle ou
libre. Par contre si le mouvement du fluide est provoqué par une action
externe, telle une pompe ou un ventilateur, le processus est appelé
convection forcée.
II.3.2.1 Le nombre de Reynolds
Ce nombre joue un rôle fondamental dans la
caractérisation de l'écoulement ,il est définit par
l'expression suivante [19] :
avec est la viscosité cinématique du fluide
· Si Re < 2400 on est en régime laminaire.
· Pour des vitesses plus élevées, Re >>
2400, le régime turbulent apparaît
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