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.

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 c_p = 1014 J.kg^-1.K^-1, sa masse volumique ρ = 0,871 kg.m^-3.

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

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

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

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