Transfert de Chaleur par Convection Forcée

Formule

Description

La loi de refroidissement de Newton décrit le transfert de chaleur par convection d'une surface vers un fluide en mouvement (l'air). Le coefficient de convection h dépend de la vitesse du fluide, des propriétés du fluide et de la géométrie de la surface. La convection forcée (à l'aide de ventilateurs) augmente considérablement h par rapport à la convection naturelle, permettant une dissipation de puissance bien plus élevée à partir du même dissipateur. Cette formule est fondamentale pour la conception des dissipateurs, l'analyse thermique des boîtiers et le dimensionnement des systèmes de refroidissement pour l'électronique.

Variables

• Q — Débit de transfert thermique (W)
• h — Coefficient de transfert thermique par convection (W/(m²·°C))
• A — Surface exposée au flux d'air (m²)
• ΔT — Différence de température entre la surface et l'air ambiant (°C)

Notes pratiques

Valeurs typiques de h : convection naturelle dans l'air 5-25 W/(m²·°C), convection forcée dans l'air 25-250 W/(m²·°C), refroidissement liquide 100-20000 W/(m²·°C). Doubler la vitesse du flux d'air augmente h d'environ 40 à 50 %. L'espacement des ailettes doit tenir compte de l'épaisseur de la couche limite afin d'éviter les rendements décroissants liés à des ailettes trop rapprochées.