Transfert de chaleur par convection
La convection se réfère aux transferts thermiques qui s'appuient sur un milieu matériel avec mouvement de la matière. Par conséquent, ce mode de transfert concerne exclusivement les fluides : liquides et gaz. Le mouvement du fluide peut résulter des variations de masse volumique de ce même fluide en raison des différences de températures induites par le transfert de chaleur entre le fluide et la paroi, on parle alors de convection naturelle ou libre. Si le mouvement du fluide est causé par l'action de forces extérieures (pompes, agitateurs mécaniques, ventilateurs), il s'agira de convection forcée. Cette dernière est généralement accompagnée par de la convection libre.
Le flux de chaleur transmis par convection, entre une paroi à température
et un fluide à température
, est donné par l'équation suivante :
(5)
où :
: flux de chaleur, W
: coefficient de transfert de chaleur par convection, W/(m2.K)
: Résistance thermique de la surface (
), (m2.K)/W
: Surface d'échange, m2
: Température du fluide, °C ou K
: Température à la surface ou à la paroi, °C ou K
À la différence de la conductivité thermique, qui dépend uniquement de la particularité du matériau, le coefficient de transfert de chaleur dépend de la vitesse de circulation du fluide, les propriétés du fluide, les caractéristiques de surface du solide ainsi que la géométrie de la situation.
