Introduction au GIA

Le transfert de chaleur au sein d'un échangeur illustre le cas d'un transfert thermique combiné (conduction-convection) à travers une paroi (figure 3).

Depuis le fluide chaud, la chaleur se transmet par :

• Convection forcée entre le fluide chaud et la paroi intérieure du tube. Le transfert s'effectue au flux où est le coefficient de transfert de chaleur du fluide chaud à la paroi. On en déduit :

  (9)

• Conduction dans le tube dont la conductivité thermique est et l'épaisseur . On a de même :

  (10)

• Convection forcée entre le fluide froid et la paroi extérieure du tube avec le coefficient de transfert de chaleur de la paroi au fluide froid :

  (11)

En additionnant les équations 9, 10 et 11, on obtient :

(12)

En posant :

(13)

qui peut aussi s'écrire :

(14)

Il vient :

(15)

où est le coefficient de transfert de chaleur global (W/m².K). Par ailleurs, l'équation 14 montre que, comme en électricité, les résistances en série s'ajoutent.