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Cours scientifiques - MF202 : Transferts thermiques et massiques dans les fluides

Domaine > Mécanique des fluides et énergétique, Génie des procédés et bioprocédés, Energétique, Energie, Génie industriel.

Illustration de la fiche

Descriptif

Les transferts thermiques sont omniprésents dans de nombreux aspects de la vie quotidienne et de l'industrie. Ce cours explore les principes fondamentaux des transferts thermiques et leur application dans divers domaines, notamment les systèmes énergétiques (centrales thermiques, nucléaires, pompes à chaleur, climatisation), l'industrie chimique (échangeurs de chaleur), les systèmes électroniques (refroidissement des microprocesseurs), l'aéronautique (moteurs de fusée, réservoirs de propergols, boucliers thermiques), l'isolation thermique des bâtiments, l'agroalimentaire (temps de cuisson, de réfrigeration), l'étude du métabolisme et de la régulation de la température chez les êtres vivants, ainsi que la compréhension des phénomènes liés au réchauffement climatique.

Le contenu du cours couvre les principaux modes de transfert thermique, notamment la conduction (comportant des notions de résistance thermique équivalente et les transferts en régime permanent et transitoire), la convection naturelle et forcée (à la fois interne, dans des conduites, et externe, sur des surfaces), le transfert thermique avec changement de phase (ébullition et condensation), ainsi que les méthodes de dimensionnement des échangeurs de chaleur, telles que les méthodes DTLM (Différence de Température Logarithmique Moyenne) et NTU (Nombre d'Unité de Transfert). Ce cours offre ainsi une base solide pour comprendre et résoudre divers problèmes de transfert thermique dans une variété de contextes pratiques.

L'évaluation se fera à travers un examen final couvrant les concepts théoriques et un projet d'application réalisé en groupe, permettant aux étudiants de mettre en pratique les connaissances acquises dans des situations réelles liées aux transferts thermiques.

Objectifs pédagogiques

- Comprendre les principes fondamentaux du transfert thermique: mécanismes de conduction, de convection, rayonnement, et changement de phase.
- Savoir analyser et résoudre des problèmes de transfert thermique en utilisant des outils mathématiques appropriés.
- Connaitre des méthodes numériques simples pour résoudre des problèmes de conduction en régimes permanent et transitoires
- Appliquer les concepts de résistance thermique équivalente
- Savoir calculer les coefficients de transfert thermique de convection, selon la situation.
- Maîtriser les méthodes de dimensionnement des échangeurs de chaleur, telles que les méthodes DTLM et NTU.

21 heures en présentiel (7 blocs ou créneaux)

6 heures de travail personnel estimé pour l’étudiant.

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Cours de première année de Mécanique des Fluides MF101

Règle d'exclusion : UE MF205 UE PA202

 

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Vos modalités d'acquisition :

Examen avec fiche résumée autorisée. Calculatrices autorisées. Ordinateurs, telephones, tablettes interdits
Projets en groupe

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

1. Introduction aux différents phénomènes de transfert thermique: conduction, convection et rayonnement
2. conduction : régime permanent, notion de résistance thermique, ailettes de refroidissement

3. conduction : régime transitoire. Méthodes numériques

4. Convection forcée: surface, autour d'objet, et interne

5. dimensionnement des échangeurs de chaleur: méthode DTLM et NUT

6. Convection naturelle. Changements de phase 

7. Evaluation et présentations orales des projets

Mots clés

transfert de chaleur, conduction, convection, rayonnement, coefficients de transfert thermique, échangeurs de chaleur

Méthodes pédagogiques

Cours magistraux et travaux dirigés, projet
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