Fiche d’exercices de Bilan d’énergie avec corrigé

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

Un flux de eau circulant à 1,5 kg/s est chauffé de 40 °C à 80 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 40 °CTout = 80 °C
Q = kW
2.Facile
Réchauffeurmélange glycolé · 15 °C35 °CQ = ?

Un flux de mélange glycolé circulant à 2 kg/s est chauffé de 15 °C à 35 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)Tin = 15 °CTout = 35 °C
Q = kW
3.Moyen
côté chaudcôté froidéthanol · 160 °C60 °Ceau · 15 °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: 160 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
4.Moyen
côté chaudcôté froidmélange glycolé · 160 °C120 °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 = 0,5 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 160 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
5.Difficile
côté chaudcôté froidéthanol · 170 °C130 °Ceau · 15 °C35 °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 = 3 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 170 → 130 °Ct: 15 → 35 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 10 %
ṁc = kg/s
6.Difficile
côté chaudcôté froidéthanol · 140 °C60 °Ceau · 30 °C75 °C · ṁ = ?15 % perdus

Du éthanol 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 = 2,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Ct: 30 → 75 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 15 %
ṁc = kg/s

Corrigé

  1. 1. Q = 250,8 kW
  2. 2. Q = 144 kW
  3. 3. tout = 58,78 °C
  4. 4. tout = 37,22 °C
  5. 5. ṁc = 3,152 kg/s
  6. 6. ṁc = 2,205 kg/s

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