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La liste des exemples en thermique se trouve sur la page   Exemples d'utilisation de QuickField : thermique

Note : Rouge : Utilisation d'une fonction spéciale. Bleu : Question. Vert : vers un lien interne. Orange : vers un lien externe.


 


Temps de réponse d'un thermocouple

La partie sensible d'un thermocouple a 1 mm de diametre est a température ambiante plus place rapidement dans une atmosphère a 200°C.

  •   Données :
  •   Conductivité thermique : 45 W/mK
  •   Coefficient de transfert thermique : 250 W/m².K
  •   masse volumique : 9300 kg/m³
  •   chaleur specifique : 180 J/kg.K
  •   Quel est son temps de réponse ?
  •   Informations :
  •   On utilise une symetrie de revolution.
  •   On choisira un pas de calcul automatique.
  •   Un problème statique "init" est utilisé comme conditions initiales.
  •   Réponse : 5 secondes
Courbe de la température moyenne du volume du thermocouple

thermocouple : temps de réponse

 


Mise en température d'un pipeline

Un pipeline a -20°C contient soudainement un liquide a 60°C.

  •   Données :
  •   diametre 1m, épaisseur 4 cm.
  •   conductivité thermique : 60 W/(m.K)
  •   masse volumique : 7800 kg/m³
  •   chaleur specifique : 430 J/(kg.K)
  •   Coefficient d'echange thermique : 500 W/(K.m²)
  •   Questions :
  •   Quelle est la température externe apres 8 mn ?
  •   Quand le flux thermique est-il maximal ?
  •   Informations :
  •   on considera qu'il n'y a pas d'echange de chaleur avec l'exterieur.
  •   Un problème statique "init" est utilisé comme conditions initiales.
  •   Réponses :
  •   Après 8 mn, la température externe est de 49 °C
  •   Le flux thermique externe est maximal aut but de 60 secondes

Modèle de la canalisation

thermocouple : temps de réponse


Courbes du flux thermique et de la montée en température

thermocouple : temps de réponse

 


Trempe d'une sphère

Une sphère de 5 mm de rayon à la température de 400 °C est refroidie en deux phases :

  •   transport dans l'air ambiant a 77 °C
  •   refroidissement dant un liquide a 27°C au bout de 100 secondes.
  •   Données :
  •   rayon : 5 mm
  •   capacité calorifique : 1000 J/kg.K
  •   conductivité thermique : 20 W/m.K, masse volumique : 3000 kg/m³
  •   hair = 10 W/K.m² et hliquide = 6000 W/K.m²
  •   Combien de temps doit durer la trempe dans le liquide pour que la sphère atteigne la température ambiante ?
  •   Informations :
  •   Il faudra définir une surface pour laquelle
    • h = 10×step(100-t) + 6000×step(t-100)
    • T0 = 350×step(100-t) + 300×step(t-100)
  •   Un problème statique "init" est utilisé comme conditions initiales.
  •   Réponse : 10 s

Courbe en température de la trempe

trempe : temps de réponse

 


Gel d'une conduite d'eau

Une conduite d'eau enterrée doit resister au gel au moins 60 jours. Il y a 2 phases :

  •   Le sol est à 20 °C
  •   Période de gel à -15°C
  •   Données :
  •   sol : conductivité thermique = 0.52 W/(m.K), masse volumique = 2050 kg/m³
      capacité calorifique = 1840 J/(kg.K).
  •   eau : conductivité thermique = 0.6 W/(m.K), masse volumique = 1000 kg/m³
      capacité calorifique = 4000 J/(kg.K).
  •   Quelle doit être la profondeur où doit se trouver la conduite ?
  •   Informations :
  •   la chaleur latente de solidification n'est pas prise en compte.
  •   Etablir la courbe de température moyenne de la conduite avec la distance variant de 20 + 20 cm a 20 + 80 cm, la canalisation étant initialement à 20 cm de la surface du sol
  •   Un problème statique "init" est utilisé comme conditions initiales.
  •   Réponse : 70 cm
Refroidissement au sein de la conduite

trempe : temps de réponse

Configuration

trempe : temps de réponse

Température au bout de 60 jours en fonction de la profondeur

trempe : temps de réponse

 


Refroidissement naturel d'une résistance de 0.1 W

Une résistance électrique de forme cylindrique dissipe de façon discontinue 0.25 W avec un rapport cyclique de 0.5. La température ambiante est de 35 °C.

  •   Données :
  •   rayon : 1.8 mm, longueur 10 mm
  •   conductivité thermique = 10 W/m.K, masse volumique = 2000 kg/m³
      capacité calorifique = 700 J/kg.K
  •   coefficient de transfert thermique = 13 W/m².K, émissivité = 0.9
  •   Questions :
  •   Quand, et à quelle valeur la température de la résistance se stabilise-t-elle ?
  •   Combien de temps met la résistance pour se refroidir ?
  •   Un problème statique "init" est utilisé comme conditions initiales.
  •   Réponse : 90 °C après 300 s, puis retour à la température ambiante au bout de 400 s.
Température de la résistance en fonction du temps

résistance : courbe de température



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