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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Stéphane Hallé


PLAN DE COURS

Hiver 2022
MEC532 : Transfert de chaleur (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2022


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.


Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.


Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.


Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et, si requis, qu'elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.


Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.


En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  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
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant aura étudié le phénomène du transfert de l'énergie thermique et analysé les problèmes concrets qui y sont reliés.

Au terme de ce cours, l’étudiante ou 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 Mercredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques
Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
02 Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques
03 Lundi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 20:00 Travaux pratiques



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Didier Haillot Activité de cours Didier.Haillot@etsmtl.ca A-2142
01 Paul Piché Travaux pratiques Paul.Piche@etsmtl.ca
02 Stéphane Hallé Activité de cours Stephane.Halle@etsmtl.ca A-2826
02 Stéphane Hallé Travaux pratiques Stephane.Halle@etsmtl.ca A-2826
03 Slimane Benneceur Activité de cours cc-slimane.benneceur@etsmtl.ca A-2112
03 May Chahine Travaux pratiques cc-May.Chahine@etsmtl.ca A-2112



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.



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1, 3 23 février 2022
2 24 février 2022



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).



Infractions de nature académique
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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) 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