Fiche d’exercices de Bilan d’énergie avec corrigé

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1.Facile
Réchauffeuréthanol · 25 °C50 °CQ = ?

Un flux de éthanol circulant à 2 kg/s est chauffé de 25 °C à 50 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 25 °CTout = 50 °C
Q = kW
2.Facile
Réchauffeuréthanol · 35 °C70 °CQ = ?

Un flux de éthanol circulant à 3 kg/s est chauffé de 35 °C à 70 °C. Trouvez la puissance thermique Q.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 35 °CTout = 70 °C
Q = kW
3.Moyen
côté chaudcôté froidéthanol · 130 °C100 °Ceau · 20 °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 = 2,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
4.Moyen
côté chaudcôté froidmélange glycolé · 180 °C130 °Ceau · 25 °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 = 2,5 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 180 → 130 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 25 °C
tout = °C
5.Difficile
côté chaudcôté froidhuile légère · 140 °C90 °Ceau · 10 °C25 °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 = 2,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 90 °Ct: 10 → 25 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 5 %
ṁc = kg/s
6.Difficile
côté chaudcôté froidhuile légère · 160 °C70 °Ceau · 30 °C50 °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 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 70 °Ct: 30 → 50 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)pertes = 10 %
ṁc = kg/s

Corrigé

  1. 1. Q = 122 kW
  2. 2. Q = 256,2 kW
  3. 3. tout = 34,59 °C
  4. 4. tout = 78,83 °C
  5. 5. ṁc = 3,977 kg/s
  6. 6. ṁc = 4,069 kg/s

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