Fiche d’exercices de Bilan d’énergie avec corrigé

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1.Facile
Réchauffeureau · 35 °C75 °CQ = ?

Un flux de eau circulant à 0,2 kg/s est chauffé de 35 °C à 75 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 0,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 35 °CTout = 75 °C
Q = kW
2.Facile
Réchauffeurhuile légère · 20 °C40 °CQ = ?

Un flux de huile légère circulant à 0,2 kg/s est chauffé de 20 °C à 40 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)Tin = 20 °CTout = 40 °C
Q = kW
3.Moyen
côté chaudcôté froidéthanol · 150 °C70 °Ceau · 30 °Ct = ? °C

Du éthanol chaud refroidit de l’eau dans un échangeur à contre-courant sans pertes. Trouvez la température de sortie de l’eau tout.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 30 °C
tout = °C
4.Moyen
côté chaudcôté froidmélange glycolé · 120 °C90 °Ceau · 20 °Ct = ? °C

Du mélange glycolé chaud refroidit de l’eau dans un échangeur à contre-courant sans pertes. Trouvez la température de sortie de l’eau tout.

ṁh = 2 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
5.Difficile
côté chaudcôté froidhuile légère · 180 °C150 °Ceau · 15 °C80 °C · ṁ = ?15 % perdus

Du huile légère chaud réchauffe de l’eau dans un échangeur qui perd vers l’extérieur 15 % de la chaleur cédée par le flux chaud. Trouvez le débit d’eau ṁc nécessaire.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 150 °Ct: 15 → 80 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 15 %
ṁc = kg/s
6.Difficile
côté chaudcôté froidhuile légère · 160 °C80 °Ceau · 20 °C45 °C · ṁ = ?10 % perdus

Du huile légère chaud réchauffe de l’eau dans un échangeur qui perd vers l’extérieur 10 % de la chaleur cédée par le flux chaud. Trouvez le débit d’eau ṁc nécessaire.

ṁh = 2,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 80 °Ct: 20 → 45 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 10 %
ṁc = kg/s

Corrigé

  1. 1. Q = 33,44 kW
  2. 2. Q = 8,4 kW
  3. 3. tout = 53,35 °C
  4. 4. tout = 71,67 °C
  5. 5. ṁc = 0,3942 kg/s
  6. 6. ṁc = 3,617 kg/s

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