Conduction thermique - paroi plane / radiale

Comme déjà mentionné à la page précédente, la surface de la section conductrice a une influence décisive sur le flux thermique.

Si on veut avoir un flux thermique faible, on va choisir une surface de section conductrice de chaleur aussi petite que possible
La situation est différente lorsque l’on souhaite que la chaleur se dissipe. La surface de section conductrice de chaleur doit alors être au contraire aussi grande que possible.

La surface de section conductrice de chaleur a un effet sur la courbe de température à l'intérieur d'un corps..
Deux cas typiques sont utilisés pour en examiner de plus près les raisons.

Paroi plane :

La paroi plane a pour effet de produire une ligne droite pour la courbe de température. La condition préalable est l'état stationnaire avec un flux thermique constant.

L'image de gauche montre la courbe de température d'une paroi multicouches :
l'influence des différentes épaisseurs de paroi et des différents matériaux devient évidente lorsque la température baisse sur la longueur.

Le même flux thermique circule à travers toute la paroi. La charge surfacique de chauffage (puissance thermique par surface) est constante. Ce n'est pas le niveau de la température qui est déterminant, mais la différence de température.

Lorsque la surface de la paroi est multipliée par deux, il faut doubler le flux thermique pour obtenir la même différence de température.

Si cette section transversale varie avec un flux thermique constant, la chute de température s'écarte de la ligne droite.

Paroi cylindrique :

Le flux thermique constant est réparti sur une surface de plus en plus grande. La charge surfacique de chauffe diminue lorsque le rayon augmente.

La courbe de température s'écarte donc d'une droite.

Dans tous les processus, la différence de température est la cause des flux thermiques.

Si la direction du flux thermique Q change, A-B selon QB-A avec la même différence de température (TA-B => TB-A), alors les courbes de température vont ressembler à ce que l’on voit sur l'image. La chute de température à travers la couche respective reste la même.