Rapport de Mathématique :
Circuit de refroidissement de centrale nucléaire

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Section BTS 2ème promo
Présentation

Pour que la centrale fonctionne en continu, il faut assurer son refroidissement. C'est le but du circuit de refroidissement. Sa fonction est de condenser la vapeur sortant de la turbine. Pour cela est aménagé un condenseur, appareil formé de milliers de tubes dans lesquels circule de l'eau froide prélevée à une source extérieure : rivière ou mer. Au contact de ces tubes, la vapeur se condense pour se transformer en eau. Quant à l'eau du condenseur, elle est rejetée, légèrement échauffée, à la source d'où elle provient. Si le débit de la rivière est trop faible, ou si l'on veut limiter son échauffement, on utilise des tours de refroidissement, ou aéroréfrigérants. L'eau échauffée provenant du condenseur, répartie à la base de la tour, est refroidie par le courant d'air qui monte dans la tour. L'essentiel de cette eau retourne vers le condenseur, une petite partie s'évapore dans l'atmosphère, ce qui provoque ces panaches blancs caractéristiques des centrales nucléaires.
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Circuit de refroidissement

Le système de refroidissement par eau d'une machine est constitué d'un circuit de contenance 20 litres, rafraîchi en de multiples points par un courant d'eau froide à 16° C dès que l'eau dans le circuit atteint 80° C.
Il entre très rapidement autant d'eau qu'il n'en sort à raison de 2 litres par seconde et le grand nombre de points de rafraîchissement permet de considérer que, toutes les secondes, 18 litres du circuit sont mélangés de façon homogène à 2 litres d'eau froide (même température en chaque endroit du circuit).
On considère comme négligeable l'apport de chaleur dans le circuit dû au fonctionnement de la machine pendant le rafraîchissement. Combien de temps, exprimé en secondes, faudra-t-il pour que la température de l'eau du circuit tombe à 40° C ?
Les calculs seront basés sur un résultat