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Responsable(s) Louis Lamarche

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Louis Lamarche


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC532 : Transfert de chaleur (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC240    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 25,0 % 75,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Étudier le phénomène du transfert de l'énergie thermique et analyser les problèmes concrets qui y sont reliés.

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• d’expliquer les 3 modes de transfert thermique;
• d’analyser des problèmes concrets qui y sont reliés;
• de comparer les performances de systèmes thermiques (réseaux d’ailettes, échangeurs, etc.)

Modes de transfert de chaleur. Conduction unidimensionnelle : paroi simple, paroi composée. Concept de résistance thermique. Équation générale de la conduction thermique, solutions analytiques et numériques : application aux réseaux d’ailettes. Conduction de chaleur en régime transitoire. Couches limites thermiques. Écoulements laminaire et turbulent. Convection forcée à l'extérieur d'obstacles et à l'intérieur des conduites. Convection naturelle. Échangeurs de chaleur. Rayonnement thermique : Coefficient de géométrie, loi de Kirchhoff, rayonnement d'un corps noir et gris. Rayonnement entre des surfaces noires et grises. Introduction au transfert de chaleur multimodes.

Séances de laboratoire portant sur l'application de méthodes numériques à la résolution de problèmes pratiques. Utilisation des outils informatiques.



Objectifs du cours
  • Permettre aux étudiants de maîtriser les concepts de base et les lois fondamentales des modes de transfert de chaleur : conduction – convection – radiation;
  • L’étudiant devra savoir appliquer les concepts de base dans un certain nombre de problèmes pratiques, simples, mais représentatifs du domaine de transfert de chaleur.



Stratégies pédagogiques
  • Exposés magistraux complétés par la résolution d'exercices et d’exemples d’applications;
  • Travaux dirigés visant à parfaire les habiletés de l'étudiant en résolution de problèmes;
  • Trois devoirs visant à résoudre des problèmes pratiques en transfert de chaleur.



Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrice autorisée lors des examens.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques
02 Mardi 15:30 - 17:30 Travaux pratiques
Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Gabriel Caron L'Écuyer Activité de cours Gabriel.Caron-Lecuyer@etsmtl.ca
02 Gabriel Caron L'Écuyer Activité de cours Gabriel.Caron-Lecuyer@etsmtl.ca



Cours

Cours

Contenus traités dans le cours

Heures

1

Introduction aux phénomènes de transfert de chaleur : conduction – convection – radiation (Chap. 1), Conduction (Chap. 2)

3

2

Concept de conduction (suite) (Chap. 2) Conduction unidimensionnelle

(Chap. 3 : Sections 3.1, 3.3)

3

3

Conduction unidimensionnelle (suite) : systèmes avec génération

(Chap. 3 : Sections 3.4, 3.5, 3.6)

3

4

Ailettes, systèmes d'ailettes (suite) (Chap. 3 : Section 3.6)

3

5

Conduction multidimensionnelle – (Chap. 4 : Section 4.3)

Conduction en régime transitoire (Chap. 5 : Sections 5.1, 5.2, 5.3)

3

6

Conduction en régime transitoire (suite) (Chap. 5 Sections 5.4, 5.5, 5.6, 5.7)

3

7

Convection forcée Écoulements externes – (Chap. 6 : Sections 6.1, 6.2, 6.3),

(Chap. 7 : Sections 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6)

3

8

Convection forcée Écoulements internes – (Chap. 8 : Section 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7)

3

9

Convection naturelle – (Chap. 9 : Sections 9.1, 9.6, 9.7, 9.8),

Échangeurs de chaleur – température logarithmique (Chap. 11 : Sections 11.1, 11.2, 11.3)

3

10

Échangeurs de chaleur – méthode NTU-e

(Chap. 11 : Sections 11.4, 11.5)

3

11

Introduction à la radiation (Chap. 12)

3

12

Radiation entre surfaces multiples (Chap. 13 : Sections 13.1, 13.3)

3

13

Radiation multimodes (Chap. 13 : section 13.4) + Révision

3

 

Total :

39




Laboratoires et travaux pratiques

Lab/TP

Description

Heures

1

Pr : 1.3, 1.13, 1.23, 1.36, 1.62c

2

2

Pr : 2.3, 2.7, 2.46, 3.9, 3.11

2

3

Pr : 3.41, 3.43, 3.68, 3.83

2

4

Pr : 3.117, 3.125, 3.126

2

5

Pr : 4.30, 5.13, 5.19, 5.25

2

6

Pr : 5.45, 5.52, 5.63, 5.73

2

7

Examen Intra

2

8

Pr : 7.7, 7.22, 7.65, 7.68

2

9

Pr : 8.20, 8.26, 8.48a

2

10

Pr : 9.20, 9.31, 9.43, 9.73

2

11

Pr : 11.25, 11.38a, 11.46, 11.48a

2

12

Pr : 13.49, 13.54, 13.67

2

 

Total :

24




Utilisation d'outils d'ingénierie

Logiciel, Interactive Heat Transfer (IHT) utilisé dans les periodes de travaux pratiques et pour la résolution des devoirs.




Évaluation

Activités

Description

%

Date

Devoir 1

Conduction

6.5

 

Intra

Conduction

40

Voir calendrier

Devoir 2

Convection

6.5

 

Devoir 3

Échangeurs et radiation

7

 

Final

 

40

À déterminer

Une moyenne de 50 %  est nécessaire pour passer le cours.




Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

À moins d’un avis contraire, toute remise en retard d’un travail sera pénalisée de 10 % par jour, jusqu’à concurrence de 5 jours. Au-delà de 5 jours, tout travail sera refusé.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • D.P., Bergman, Lavine, A.S., Incropera, F.P., De Witt, T.L., « Fundamentals of Heat and Mass Transfer », 8e édition, John Wiley & Sons, 2017



Ouvrages de références
  • Rolle K.C, « Heat and Mass Transfer », Prentice Hall, 2000
  • Holman, J.P., « Heat Transfer », 9e édition, McGraw Hill, 2002
  • Bejan, A., « Heat Transfer », Wiley, 1993



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site Moodle

http://ena.etsmtl.ca