0132-4ACh4. Vitesse débitante dans une conduite
Un gaz, supposé parfait, de masse volumique normale (P0 = 1 bar, T0 = 273 K) égale à : ρ0 = 1,23 kg/Nm3, s’écoule dans une conduite circulaire de diamètre D = 10 cm, à la pression P = 2 bars et à la température T = 150°C, avec un débit massique de : G = 500…
0133-4ACh4. Conductance effective de transfert : U
Note culturelle : Le coefficient de transfert thermique est un coefficient quantifiant le flux d’énergie traversant un milieu, par unité de surface. – Dans le cas d’une interface complexe composée de plusieurs surfaces d’échange successives, il est possible de composer les coefficients pour obtenir le coefficient de transfert global encore appelé conductance effective de transfert.…
0134-4ACh4. Surface d’échange d’un échangeur co/contre-courant
Cette application correspond à un dimensionnement d’échangeur. Calculer les surfaces d’échange pour des échangeurs à courant parallèles de même sens (co-courant) et de sens contraire (contre-courant) avec les données suivantes : → Tce = 110°C ; Tcs = 30°C ; Qmc = 5000 kg.h-1 ; → Tfe = 12°C ; Tfs = ? ; Qmf…
0135-4ACh4. Puissance thermique d’un échangeur contre-courant
Cette application illustre une des limites de la méthode du DTLM, le calcul est obligatoirement itératif. Déterminer la puissance de l’échangeur contre-courant suivant : → Tce = 110°C ; Tcs = ? ; Qmc = 5000 kg.h-1 ; → Tfe = 10°C ; Tfs = ? ; Qmf = 12000 kg.h-1 ; → Cpc =…
0136-4ACh4. Refroidissement d’air dans un échangeur bitube
Pour refroidir un débit de 9,4 kg/h d’air de 616 °C à 178 °C, on le fait passer dans le tube central d’un échangeur bitube à contre-courant de 1,5 m de long, 2 cm de diamètre et de très faible épaisseur (voir figure ci-dessous). 1-) Calculer la puissance calorifique à évacuer. On donne pour l’air…
0137-4ACh4. Rendement de conversion d’un matériau Thermochimique
La chaudière d’une centrale à vapeur fonctionnant sur un cycle de Rankine surchauffé (voir figure ci-dessous) est alimentée en continu, par un débit B = 2 t/h d’un déchet, de pouvoir calorifique inférieur PCI = 3800 kcal/kg (1 kcal = 4,185 kJ). 1°) Calculer la puissance Thermochimique ϕPCI (kW) entrante dans le foyer, via le…
0138-4ACh4. Flux thermique traversant l’échangeur d’une Laiterie
Dans une Laiterie, on entrepose dans un Tank (voir figure ci-dessous), du lait à la température corporelle de la vache 38,6 °C. On doit rapidement refroidir ce lait à une température de conservation de 13°C ou moins. L’installation permet de traiter 0,250 m3/h. Pour ce faire, on dispose d’eau froide à la sortie d’un ballon…
0139-4ACh4. Refroidissement du micro-processeur d’un ordinateur
Pour refroidir le microprocesseur d’un ordinateur qui génère une puissance thermique d’environ 200 W, on dispose un radiateur contre ce microprocesseur (voir figure ci-dessous). La taille du ventilateur impose les conditions d’écoulement de l’air de refroidissement conduisant à un coefficient d’échange global de 40 W.m-2.K-1, pour un débit d’air de 50 m3.h-1 (Cp = 1006…
0140-4ACh4. Étude comparative d’échangeurs co/contre-courant
On considère un échangeur simple constitué de deux tubes rectilignes et concentriques de longueur L (voir figure ci-dessous). Le tube extérieur (tube 1) de rayon R1, est constitué d’un matériau supposé isolant thermique parfait. Le tube intérieur (tube 2), parcouru par le fluide froid, a un rayon R2 (R1 > R2). L’espace annulaire compris entre…
0141-4ACh4. Évolution coefficient d’échange global fonction de l’encrassement*
Un échangeur de chaleur à contre-courant est utilisé pour chauffer un débit massique Qmeau (Fluide 2) de T2e à T2s, en refroidissant une huile moteur (Fluide 1) de T1e à T1s (voir Figure 1). On note h1 la conductance de transfert de l’huile ; Qmhuile et Cp1, respectivement le débit massique de l’huile et sa…
0179-4ACh4. Performance d’une Centrale à Énergie Thermique des Mers (ETM)*
Note Culturelle : L’Énergie Thermique des Mers (ETM) consiste à exploiter le différentiel de température des océans entre les eaux de surface et les eaux profondes afin de produire de l’électricité. Les océans et les mers couvrent approximativement 70% de la planète et captent l’énergie solaire de façon directe (rayonnement solaire) et indirecte (rayonnement réfléchi…
0181-4ACh4. Dimensionnement d’échangeur pour la production de Butane liquide*
L’exercice porte sur un échangeur destiné à produire 15 g.s-1 de Butane liquide à partir d’une vapeur saturante à température Tsat = 50°C et pression Psat = 5,08 bars. La chaleur latente de vaporisation/condensation du Butane sera prise à 50°C : Lv = 335 kJ.kg-1. On admettra que la condensation est totale en entrée d’échangeur et…
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