Fiche d’exercices de Bilan d’énergie avec corrigé

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1.Facile
Réchauffeuréthanol · 30 °C90 °CQ = ?

Un flux de éthanol circulant à 3 kg/s est chauffé de 30 °C à 90 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 30 °CTout = 90 °C
Q = kW
2.Facile
Réchauffeurmélange glycolé · 20 °C90 °CQ = ?

Un flux de mélange glycolé circulant à 1 kg/s est chauffé de 20 °C à 90 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 1 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)Tin = 20 °CTout = 90 °C
Q = kW
3.Moyen
côté chaudcôté froidéthanol · 150 °C120 °Ceau · 10 °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 = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 10 °C
tout = °C
4.Moyen
côté chaudcôté froidhuile légère · 170 °C60 °Ceau · 15 °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 = 3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
5.Difficile
côté chaudcôté froidhuile légère · 160 °C110 °Ceau · 25 °C65 °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 = 3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Ct: 25 → 65 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 15 %
ṁc = kg/s
6.Difficile
côté chaudcôté froidhuile légère · 160 °C110 °Ceau · 30 °C70 °C · ṁ = ?5 % perdus

Du huile légère 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 = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Ct: 30 → 70 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 5 %
ṁc = kg/s

Corrigé

  1. 1. Q = 439,2 kW
  2. 2. Q = 252 kW
  3. 3. tout = 27,51 °C
  4. 4. tout = 70,26 °C
  5. 5. ṁc = 1,601 kg/s
  6. 6. ṁc = 0,8949 kg/s

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