Effet du mouvement du fluide sur les échanges thermiques

Après avoir vu dans l'article précédent comment la conduction pouvait déplacer la chaleur, on va maintenant voir comment on peut améliorer ce "déplacement", en mettant justement en mouvement un corps par lequel transite la chaleur : le fluide, soit de l'eau soit de l'air.
C'est ce qu'on appelle la convection thermique.

Dans toute la suite on abordera le cas où le mouvement du fluide est forcé, c'est à dire lorsqu'il est mis en mouvement par un dispositif quelconque ( ventilateur, pompe ) et indépendant du système que le fluide va refroidir. C'est la convection forcée, par opposition à la convection naturelle ( qui est beaucoup moins efficace ) pour laquelle le fluide est mis en mouvement par les forces d'Archimède ( le fluide chauffé est moins dense et s'élève comme une montgolfière ).

Comme pour la conduction, on va exprimer les échanges thermiques par l'intermédiaire du concept de résistance thermique, c'est à dire sous la forme P = R DT , où DT ( prononcez delta T ) est une différence de température qu'on précisera plus loin.

Résistance thermique, quelques précisions supplémentaires

Certaines lois physiques ( lois de conservation qui expriment le fait que quelque chose se conserve, la puissance thermique ici ) sont très simples lorsqu'on les applique à des situations physiques mono-dimensionnelles ( 1D, elles peuvent être aussi 2D ou 3D ). Ces lois font apparaître un paramètre ( R ici ) qui est indépendant des variations de certaines variables qui décrivent un phénomène physique ( DT et P ici ).
Dans une situation réelle, 3D donc, on va chercher à exprimer les mêmes lois sous la même forme simple. Il s'agit d'une approximation en fait, qui sera ici d'autant meilleure si le phénomène est plus important dans une direction ( dimension ) par rapport aux deux autres. Malgré cela, la résistance thermique est quand même un concept fiable et très largement employée.
Quand on ne peut pas se servir de ce concept, les choses sont tout de suite infiniment plus compliquées et font appel aux méthodes expérimentales et simulations numériques.