BTS FEE 2004 EPREUVE EFE Corrigé 1ère partie 1.1 Puissance de l’échangeur P = qv * ρ * CP * ∆θ 1.2 Débit du primaire qv = P / CP * ρ * ∆θ

P = 1 300 * 0,990 * 4,19 * (50 -10)/3600 = 60 kW.

qm = 60 /[4,198 * 0,972 * (90 -70)] = 0,735 l/s = 2 646 l/h.

1.3

Etude de l’échange Coefficient de transfert global K de l’échangeur par rapport au diamètre extérieur du tube : 1/(K*D) = 1/(hi*Di) + 1/(hDi*Di) + et/(λt*Dmlt) + 1/(hDe*De) + 1/(he*De) 1/(K*D) = 1/(104 * 27,9.10-3) + 1/(8.103 * 27,9.10-3) + 2,9.10-3 /(45 * 30,7.10-3) + 1/(5.103 * 33,7.10-3) + 1/(104 * 33,7.10-3) 1/(K*D) = 19,066.10-3 K*D = 52,45 W/m.K -3 K = 52,45 / 33,7.10 = 1556 W/m2.K Longueur de tube dans l’échangeur : Relation : P= F * K * S * DTLM = F * K * (D * Π * L) * DTLM avec DTLM = ∆θmln

θes = 10°C θsp = 70°C θep = 90°C θss = 50°C

Corrigé FEE 2004

-1-

DTLM = ∆θmln = (θsp - θes) - (θep - θss) / ln [(θsp - θes) / (θep - θss)] DTLM = (70 – 10) – (90 – 50) / ln (60 / 40) = 49,3 K. Pour déterminer F, il faut utiliser le graphe correspondant à la configuration de l’échangeur : tube et calandre avec 1 passe coté calandre et 2 passes ou un multiple de 2 coté tubes. Coefficient P = (70 – 90) / (10 – 90) = 0,25 Coefficient R’ = (10 – 50) / (70 – 90) = 2 Le graphe donne F = 0,925 Longueur de tube : L = 60.103 / (0,925 * 52,45 * Π * 49,3) = 8 m. Surface d’échange : S= Π * 33,7.10-3 *8 = 0,847 m2.

2ème partie 2.1 Pour 21 bar : Température en liquide saturé : 48°C. Température en vapeur saturée : 52°C. 2.2 Graphes des températures : Ecart moyen arithmétique : (52 + 48)/2 – (49 + 40)/2 = 5,5K. Ecart moyen logarithmique : (48 - 40) – (52 – 49)/ln (8/3) = 5,1 K. Ecart convenable pour un condenseur à eau.
52 49 48 40

R407C Eau

Entrée

Sortie

Ecart moyen arithmétique : (10 + 6)/2 – (4 - 1)/2 = 6,5K. Ecart moyen logarithmique : (6 - -1) – (10 – 4)/ln (7/6) = 6,5 K. Ecart convenable pour un évaporateur à eau

10 6 4 -1 Entrée

Eau

R407C

Sortie

Tracé du cycle et tableau
p