Fiche d’exercices de Bilan d’énergie avec corrigé

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1.Facile
Réchauffeuréthanol · 30 °C60 °CQ = ?

Un flux de éthanol circulant à 0,5 kg/s est chauffé de 30 °C à 60 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 30 °CTout = 60 °C
Q = kW
2.Facile
Réchauffeureau · 15 °C70 °CQ = ?

Un flux de eau circulant à 0,5 kg/s est chauffé de 15 °C à 70 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 15 °CTout = 70 °C
Q = kW
3.Moyen
côté chaudcôté froidmélange glycolé · 140 °C110 °Ceau · 30 °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 = 3 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 30 °C
tout = °C
4.Moyen
côté chaudcôté froidhuile légère · 180 °C150 °Ceau · 20 °Ct = ? °C

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

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 150 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
5.Difficile
côté chaudcôté froidéthanol · 140 °C90 °Ceau · 15 °C40 °C · ṁ = ?10 % perdus

Du éthanol 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 140 → 90 °Ct: 15 → 40 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 10 %
ṁc = kg/s
6.Difficile
côté chaudcôté froidéthanol · 150 °C100 °Ceau · 25 °C40 °C · ṁ = ?5 % perdus

Du éthanol chaud réchauffe de l’eau dans un échangeur qui perd vers l’extérieur 5 % de la chaleur cédée par le flux chaud. Trouvez le débit d’eau ṁc nécessaire.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 100 °Ct: 25 → 40 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 5 %
ṁc = kg/s

Corrigé

  1. 1. Q = 36,6 kW
  2. 2. Q = 114,9 kW
  3. 3. tout = 55,84 °C
  4. 4. tout = 25,02 °C
  5. 5. ṁc = 0,5254 kg/s
  6. 6. ṁc = 2,773 kg/s

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