0093-3ACh6. Coefficient d’échange convectif dans un barreau de cuivre

On veut maintenir un barreau de cuivre (ρcu = 8940 kg.m-3) cylindrique de D = 1 cm de diamètre et L = 10 cm de long à une température proche de 77 K. Le barreau étant le siège d’une production de chaleur uniforme de ω=0,1 W.g-1. Pour cela, on le place dans un courant d’hélium à 77 K, qui le frappe normalement à une vitesse de V = 50 m.s-1.

Fig.: Écoulement vertical autour d’un cylindre

1-) Calculer le coefficient d’échange convectif h. Données pour l’hélium : conductivité thermique λ = 0,06 W.m-1.K-1 ; chaleur spécifique cp  = 5300 J.kg-1.K-1 ; masse volumique ρ = 0,65 kg.m-3 ; viscosité μ = 8,5. 10-6 N.s.m-2.

2-) Quelle est la température du cuivre ?

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