Dev Surveillé N°5
Hiver : Déperditions : 85 kW ... 1ère PARTIE : Etude Thermique et Fluidique ?
1h00 ... b) Calculez la résistance thermique du tube « Rtube » Coefficient de ...
part of the document
t la signification du rendement. Expliquer, en particulier, pourquoi il y a des pertes.
1.2. Donner l expression littérale t de la durée de chauffage nécessaire en fonction de P , rð , V , c , hð et Dðqð ð. Calculer numériquement cette durée t .
2. Le chauffe-eau est muni d une soupape de sécurité pour permettre à l eau de s écouler.
2.1. Quel est le phénomène qui rend ce dispositif nécessaire ?
2.2. On donne la masse volumique de l eau à 60°C : rð = 980 kg/m3 . Exprimer littéralement, puis calculer le volume deau (mesuré à 60°C) qui sécoule en négligeant la dilatation du ballon.
EXERCICE 2 : CALORIMETRIE
Chaleur massique de leau : ce = 4185 J.kg-1.K-1
Chaleur latente de fusion de la glace : LF = 330 kJ.kg-1
1. Dans un calorimètre, à la température ambiante qða = 15,5 °C , on verse une masse d eau me = 90 g à la température qðe = 25 °C. Calculer la capacité calorifique Ccal du calorimètre sachant que la température d équilibre vaut qð1 = 24,5 °C.
2. Immédiatement après, on plonge dans le calorimètre une masse mp = 150 g de platine sortant d une étuve à la température qðp = 103,7 °C. La nouvelle température d équilibre vaut qð2 = 27,7 °C . Calculer la chaleur massique cp du platine .
3. Au bout de quelques minutes d attente, la température de l ensemble (calorimètre, eau, platine) a baissé : qð3 = 25,5 °C .
3.1. Expliquer cette baisse.
3.2. On ajoute alors des glaçons qui font passer l ensemble précédent de la température qð3 = 25,5 °C à la température finale qðf = 10 °C. Calculer la masse mg des glaçons introduits.
EXERCICE 3 : BTS EEC THERMIQUE
La température à l extérieur de toutes les parois du local étudié est de qð1 = - 1°C , sauf celle du local adjacent qui est à la même température qð2 = 19 °C .
DONNEES NUMERIQUES : Porte : hauteur hp = 2,00 m largeur : lp = 0,76 m
Fenêtre : hauteur hf = 1,60 m largeur : lf = 1,60 m
Chaleur massique de l air : ca = 940 J.kg-1.K-1
Mase volumique de l air : rða = 1,29 kg.m-3
1. Compléter le document réponse à rendre avec la copie :
1.1 en donnant les expressions littérales demandées ;
1.2. en calculant les valeurs numériques manquantes dans le tableau ;
1.3. en calculant la température qðsi sur la surface interne du vitrage du local étudié.
2. Calcul des déperditions thermiques par renouvellement d air du local étudié .
Cet air est renouvelé toutes les 2 heures :
2.1. Exprimer, en fonction de ca , rða , du volume V du local et des températures qð1 et qð2 , la quantité de chaleur Q nécessaire pour chauffer cet air froid pris à l extérieur du local .
2.2. Calculer numériquement Q .
2.3 Calculer la puissance du chauffage P à prévoir pour ce renouvellemnt dair.
EXERCICE 4 : Sujet de BTS
La paroi dun four électrique industriel est constitué comme lindique la figure :
Températures : extérieure : qðe = 32°C intérieure : qði = 1092°C
Surface intérieure du four : S = 8,00 m2
Résistance superficielle interne pour un mètre carré de surface : ri = 0,036 m2.K.W-1
Résistance superficielle externe pour un mètre carré de surface : re = 0,175 m2.K.W-1
Caractéristiques des divers matériaux :
Brique à feu : épaisseur : e1 = 230 mm conductivité : lð1 = 1,04 W.m-1.K-1
Brique réfractaire :épaisseur : e2 = 150 mm conductivité : lð2 = 0,70 W.m-1.K-1
Laine de verre : épaisseur : e3 = 50 mm conductivité : lð3 = 0,07 W.m-1.K-1
Acier : épaisseur : e4 = 3 mm conductivité : lð4 = 45 W.m-1.K-1
1. Exprimer puis calculer la résistance thermique globale R de la paroi
2. Exprimer puis calculer la densité de flux ( (puissance thermique par unité de surface) traversant la paroi.
3. Déterminer les températures au niveau des différentes interfaces : de l intérieur vers l extérieur : qðsi , qð1 , qð2 , qð3 , qðse . Tracer le diagramme des températures sur le document de la page 4 .
4. En admettant que la transmission de chaleur est uniforme sur lensemble des parois du four, calculer la puissance électrique P nécessaire au fonctionnement à vide .
5. Calculer le coût de fonctionnement journalier du four sachant que le prix du kWh est de 0,07 euros .
PAGE
PAGE 3
DEVOIR SURVEILLE TS1 TP+BAT+EEC 1H 45 26/03/2003
