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Rayonnement thermique des matériaux opaques| Réf : BE8205 v1
Auteur(s) : Jacques PADET
Date de publication : 10 juil. 2005 Relu et validé le 18 janv. 2017
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La conception de l’article sur la convection est très différente de celle de l’article sur la conduction. Dans ce dernier cas, il faut déterminer l’ensemble du champ de température en fonction du lieu et du temps dans l’ensemble du solide. Cela s’opère en trois étapes. La solution générale de l’équation de la chaleur s’obtient en une première étape par des résolutions analytiques ou, dans la plupart des cas, par des résolutions numériques. Une partie des constantes d’intégration se détermine lors d’une deuxième étape par la considération des conditions thermiques imposées aux limites. Cela suffit en conduction stationnaire
, ce dernier cas se présentant souvent comme la solution asymptotique, quand le temps t ® ∞, d’une solution de régime transitoire. Si l’on calcule le régime transitoire, une troisième étape est nécessaire ; elle prend en compte les conditions initiales de température, donc de flux, dans l’ensemble du matériau siège du transfert de chaleur.
Rien de tel en convection pour plusieurs raisons ; nous citerons les deux principales.
• La raison importante est que nous n’envisagerons ici la convection, c’est-à-dire le transfert de l’énergie thermique dans et par un fluide déformable, qu’en régime stationnaire. En fait, turbulence et stationnarité sont incompatibles et on restreindra la stationnarité aux seules valeurs moyennes (dans le temps) des différentes variables extensives et intensives qui interviennent.
• Une autre simplification considérable vient du but que l’on poursuit. Obtenir le champ de température en conduction était indispensable, ne serait-ce que pour connaître les déformations et les contraintes dues aux dilatations différentielles dans le solide. Mais dans un fluide, l’exigence de connaître le transfert, dans et par un fluide, va se borner au seul processus de transfert par le fluide, c’est-à-dire par l’intermédiaire des parois solides le limitant de son environnement.
Dans le solide (indice s) en contact, comme dans le fluide (indice f), les flux peuvent donc s’écrire à la paroi (indice p) :
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