Fiche d’exercices de Bilan d’énergie avec corrigé

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1.Facile
Réchauffeuréthanol · 40 °C80 °CQ = ?

Un flux de éthanol circulant à 0,2 kg/s est chauffé de 40 °C à 80 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 40 °CTout = 80 °C
Q = kW
2.Facile
Réchauffeurhuile légère · 30 °C60 °CQ = ?

Un flux de huile légère circulant à 1,5 kg/s est chauffé de 30 °C à 60 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 1,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)Tin = 30 °CTout = 60 °C
Q = kW
3.Moyen
côté chaudcôté froidhuile légère · 120 °C70 °Ceau · 30 °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 = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 30 °C
tout = °C
4.Moyen
côté chaudcôté froidéthanol · 150 °C120 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 30 °C
tout = °C
5.Difficile
côté chaudcôté froidmélange glycolé · 170 °C90 °Ceau · 30 °C55 °C · ṁ = ?10 % perdus

Du mélange glycolé 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 = 3 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 170 → 90 °Ct: 30 → 55 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 10 %
ṁc = kg/s
6.Difficile
côté chaudcôté froidéthanol · 120 °C80 °Ceau · 10 °C80 °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 = 1 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Ct: 10 → 80 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 10 %
ṁc = kg/s

Corrigé

  1. 1. Q = 19,52 kW
  2. 2. Q = 94,5 kW
  3. 3. tout = 55,12 °C
  4. 4. tout = 34,38 °C
  5. 5. ṁc = 7,441 kg/s
  6. 6. ṁc = 0,3002 kg/s

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