La convection
Exemple : Chauffage d’un local à la température T2 par un radiateur à la température T1 (T1>T2)
L’air de la pièce se réchauffe au contact de la paroi du radiateur ce qui réchauffe la pièce entière.
Il y a en fait transfert de chaleur par conduction entre une molécule d’air et la paroi en contact (étape 1, l’énergie est transférée du radiateur vers l’air vu que T1>T2).
La chaleur gagnée par la molécule d’air fait que sa température augmente et sa masse volumique diminue. L’air ainsi chauffé devient alors plus léger et s’élève, laissant sa place à une autre molécule (étape2).
Le cycle peut alors continuer.
Définition :
Application :
On retrouve ce transfert de chaleur sur toutes les parois d’un bâtiment et l’air environnement (air intérieur et extérieur).
On retrouve ce phénomène aussi dans les corps de chauffe de la maison (radiateur et plancher chauffant), ainsi que dans les échangeurs (convection coté air mais aussi coté eau).
Paroi d’une chambre en contact avec l’extérieur.
En effet, l’air intérieur à la température Tint donne de la chaleur à la paroi qui est à la température T1 (Tint>T1). L’air intérieur se refroidit et sa masse volumique augmente donc l’air descend.
De même de l’autre coté à l’extérieur, l’air se réchauffe au contact de la paroi et s’élève (T2>Text).
Ce transfert de chaleur sera d’autant plus important si :
Une surface de paroi d’un radiateur de 2m2 en contact avec l’air intérieur de la pièce échange d’avantage d’énergie qu’une surface de 0,5m2.
Plus l’écart de température entre les parois du radiateur et l’air est élevé et plus l’échange d’énergie le sera aussi.
Certains fluides sont de nature à échanger beaucoup plus d’énergie thermique que d’autre pour les mêmes conditions d’utilisation (l’eau échange plus d’énergie que l’air).
Remarque :
On distingue 2 types de convection.
Le mouvement du fluide est simplement la conséquence de la variation de la masse volumique du fluide.
Le mouvement de fluide est la conséquence d’une action extérieure (ventilateur ou pompe).
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