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SÉRIE DE THERMIQUE
E s ≡ est le rayonnement solaire: E s = 1000 Wm -2
T a ≡ température de l'air ambiant au niveau de la vitre : T a = 300 K
ε ≡ émissivité du vitrage (identique pour les 2 faces).
σ ≡ constante de Boltzmann = 5,67 10 -8 Wm -2 K - 4
Il est constitué :
- d'un panneau noir (rayonnant comme un corps noir), appelé
absorbeur, collé à un réseau de tubes en cuivre dans lesquelles circule
de l'eau (l'eau évacue les calories vers le réservoir de stockage),
- d'une vitre en verre simple (semblable à un corps gris pour
deux gammes de fréquences), destinée à réduire les pertes, par
rayonnement et par convection, vers l'avant de l'absorbeur,
- d'un boîtier contenant le tout, et dont les parois sont
recouvertes d'une couche isolante destinée à réduire les pertes de
l'absorbeur vers l'arrière et sur les parois latérales.
On se propose de calculer les températures de l'absorbeur (T) et
de la vitre (T 1 ) atteintes à l'équilibre. On suppose que la circulation de
l'eau est arrêtée et que les pertes par convection et par conduction sont
négligeables. On a besoin, pour le calcul, des propriétés radiatives du
vitrage dans deux bandes spectrales. Celle du rayonnement solaire et
celle des rayonnements de basse température.
Bande spectrale Coefficient
d'absorption
Coefficient de
réflexion
Coefficient de
transmission
Solaire α 1 = 0 ρ 1 = 0,05 τ 1 = 0,95
Basse température α 2 = 0,65 ρ 2 = 0,3 τ 2 = 0,05
1 Etablissement du bilan thermique sur la surface noire de
l'absorbeur
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