0097-3ACh6. Transfert convectif autour de chaufferettes électriques

Une plaque de 1 m de large et de 40 cm de long est maintenue à température constante à l’aide de 8 chaufferettes électriques indépendantes, chacune de 0,5 cm de long. De l’air à 1 atm et  25°C souffle à la vitesse de V = 60m.s-1 sur la plaque.

Fig.: Chaufferettes électrique pour chauffage domestique

1-) On veut maintenir la surface de la plaque à 230°C. Pour étudier les échanges convectifs, à quelle température peut-on prendre les propriétés thermophysiques de l’air ?

On donne, pour cette température, la viscosité de l’air μ = 230.10-7 N.s.m-2, sa conductivité thermique λ = 33,8.10-3 W.m-1.K-1, sa chaleur massique cp = 1014 J.kg-1.K-1, sa masse volumique ρ = 0,871 kg.m-3.

2-) Calculer les nombres de Reynolds Rei pour les chaufferettes de 1 à 6.

3-) Sur quelle chaufferette le régime devient-il turbulent ?

4-) Calculer les nombres de Nusselt moyens Nui pour chaque chaufferette.

5-) En déduire la puissance dissipée dans les chaufferettes 1 → 6 pour maintenir la température de la surface à 230°C ?

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