Coefficient de transfert thermique
A une interface, le flux de transfert de chaleur peut s'écrire :
où h est le coefficient de transfert de matière (en W.m-2.K-1) et ΔT est la différence de température entre le milieu ambiant s'écoulant sur la surface et la température de l'interface. Le coefficient de transfert thermique est ainsi un outil simple à utiliser pour décrire le transfert à une interface.
Afin d'écrire ΔT correctement et ne pas commettre d'erreur de signe, on peut suivre la règle suivante. ΔT s'écrit comme la différence entre la température en amont et la température en aval en considérant que le sens de la direction fixée dans le problème va de l'amont à l'aval.
Par exemple, pour le problème ci-dessous, le flux thermique s'écrit :
Notez que si Ta est supérieur à Ti, le flux de chaleur est positif car dans le sens de la direction de l'étude. Si ce sens pointait de l'interface vers lle fluide, l'application de la règle ci-dessus conduirait à écrire q=h(Ti-Ta) et donc à trouver un flux négatif.
Il est possible de relier le coefficient de transfert thermique à l'épaisseur de la couche limite thermique par l'intermédiaire du modèle du film. Ce modèle considère que le profil de concentration dans la couche limite est linéaire et que le transfert dans la couche limite est essentiellement conductif. Ces hypothèses conduisent à écrire le flux de matière comme :
Par analogie avec la définition du coefficient thermique, il est donc possible de relier par le modèle du film le coefficient de transfert à l'épaisseur de la couche limite selon :
