tp transfert thermique- conduction.pdf
-
Upload
nathaniel-nerquaye-tetteh -
Category
Documents
-
view
1.278 -
download
48
Transcript of tp transfert thermique- conduction.pdf
-
5/27/2018 tp transfert thermique- conduction.pdf
1/4
Facult des Sciences de lIngnieur
Dpartement Energtique
TP Transfert Thermique
1
TP 01 : Dtermination de la conductivit thermique du
sable
1-But du TP
Le but du prsent TP est de dterminer la conductivit
thermique du sable exprimentalement et la comparer avec les valeurs
thoriques et commerciales propose dans la littrature. Avant de
prsenter les tapes suivies dans cette exprience il faut noter les
hypothses suivantes :
La conductivit thermique du sable est considre commehomogne et constante.
On considre que le transfert de chaleur se fait uniquementsuivant la direction radial L>> r.
2-Dscription du dispositif exprimentalLa figure(1) schmatise le dispositif exprimental utilis pour
pouvoir mesurer la conductivit thermique du sable.
Figure 1:schma du dispositif exprimental
Ce dispositif est constitu de deux tubes coaxiaux en cuivre ayant une
conductivit thermique Cu (Tub 1 et Tub 2), ils sont relis leurs
-
5/27/2018 tp transfert thermique- conduction.pdf
2/4
Facult des Sciences de lIngnieur
Dpartement Energtique
TP Transfert Thermique
2
extrmits latrales par deux rondelles afin dobtenir une co-axialit
prcise.
Le flux de chaleur impos la surface du tube intrieur et assur par
une rsistance chauffante (mtallique) relie un autotransformateur
(AL) permettant la variation de la tension lectrique aux bornes de la
rsistance et par consquent la variation du flux de chaleur.
Afin dvaluer lnergie lectrique consomm par la rsistance, un
voltmtre (V) et un ampremtre (A) sont placs respectivement en
parallle et en srie. Les tempratures des deux tubes (intrieur et
extrieur) sont mesures laide des thermocouples qui sont placs
au niveau de trois positions.
3-Dtermination de la conductivit thermique du sable
On va suivre les tapes suivantes pour dterminer la valeur de la
conductivit thermique du Sable s :1- Fermer le circuit et lalimenter par un courant alternatif.2- A laide de lautotransformateur, fixer la valeur de tension U3- Il faut attendre environ 30 40 minutes pour atteindre le
rgime permanant et la stabilisation de temprature.
4- Relever les mesures recherches savoir : la tempratureintrieure Tint, extrieure Text, la tension aux bornes de la
rsistance Uet lintensit du courant lectrique I.
Le flux de chaleur traversant les deux tubes et la couche de sable est
celui gnr par la rsistance (effet Joule).
U I (W) (1)
Dautre part on a
1 2
Inter Exteri n
i
T TT T
R R R
(W) avec
2
1
ln( )
1 2s
r
r
LR
0( / )C W (2)
2
Cu
eRS
Le calcul de la conductivit thermique du sable s
1 2Inter Exter Inter Exter
Cu
T T T T eR R
UI S
(3)
2
1
1
ln( )
2s
r
rLR
0( / )W C m (4)
-
5/27/2018 tp transfert thermique- conduction.pdf
3/4
Facult des Sciences de lIngnieur
Dpartement Energtique
TP Transfert Thermique
3
A- La temprature moyenne des deux tubes obtenue partir destrois thermocouples : 1 2 3
( )3
moyenne
T T TT
Tableau 1
Temprature du tube intrieur Tint Temprature du tube extrieur TextThermo 1 Thermo 2 Thermo 3 Moyenne Thermo 1 Thermo 2 Thermo 3 Moyenne
Essai1
Essai2
Essai3
B- Le flux de chaleur est donn par la relation (1), en calibrantsoigneusement le voltmtre Vet lampremtre A :
lu
lu
U CalibreU
Graduation
I CalibreI
Graduation
Tableau 2
Tension lectrique Lintensit du courant lectrique Le flux (W)
Ulu Calibre Gradu U Ilu Calibre Gradu I
Essai1
Essai2
Essai3
Tableau 3
Tint Text T R1 R2 S1
Essai1
Essai2
Essai3
Tableau 4
Tint Text T R1 R2 S2
Essai1
Essai2
Essai3
Questions :
- Remplissez les tableaux 1 ,2 et 3 ?- Comparer les deux valeurs de s1et s2?
-
5/27/2018 tp transfert thermique- conduction.pdf
4/4
Facult des Sciences de lIngnieur
Dpartement Energtique
TP Transfert Thermique
4
- Tracer la courbe qui reprsente la variation de la tempratureen fonction du rayon dans le dispositif T=f(r) et spcifier le type
de la fonction?
- Par analogie lectrique schmatisez le circuit lectrique quireprsente lexprience?
- Comment on peut amliorer ce dispositif exprimental pour unemeilleure mesure de la conductivit thermique ?
- Comparez les valeurs des calculs par la valeur thorique ?r1= 0.5cm, r2= 2 cm, Cu= 386 W/Cm, e = 1mm, L=1m.