Convection naturelle externe
Echanges par convection naturelle entre le mur d’une maison et le milieu ambiant extérieur
Le mur d’une maison a une hauteur L =6m et une largeur l =10 m. sous l’échauffement du soleil, sa température extérieur Tp atteint la valeur de 40°C. La température ambiante extérieure Too étant de 20°C.
Déterminer le coefficient d’échange thermique entre le mur et l’extérieur de cet échange convectif.
Saisies des paramètres de l’exercice
Le mur sous l’effet du rayonnement solaire admet Tp uniforme Tp = 40°C alors que Too = 20°C. L’écart entre ces deux températures est responsable de la naissance de courants convectifs naturels qui suivent es circonstances laminaires ou turbulent. C’est le Grashoff et plus souvent encore la valeur du Rayleigh qui permet de définir la nature du régime de ces courants. Dans notre étude on est en régime turbulent.
On constate effectivement que les coefficients h associés à la convection naturelle sont beaucoup plus faible comparativement à ceux relevant de la convection forcée. Mais ces échanges convectifs ne sont pas à négliger car il arrive souvent que l’on ai de grandes surfaces d’échanges donc des grands flux de chaleur échangés comme dans notre exemple avec les mur d’une maison où l’on détermine les déperditions thermiques subies par la maison sur cette paroi sous l’effet de la convection naturelle.