Corrigé bts fee

Pages: 6 (1303 mots) Publié le: 16 février 2012
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. Ecartmoyen 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
pR407 C 4 3 2

Pression au refoulement : 21 bar. Pression à l’aspiration : 5 bar.

5

6 1 h

Corrigé FEE 2004

-2-

Points
Bulbe Aspiration Refoulement Sortie Entrée Sortie 6 1 2 3 4 5

Température [°C] 8 8 85 48 43 -1

Pression [bar] 5 5 21 21 21 5

Enthalpie massique [kJ/kg] 422 422 473 277 267 267

Entropie massique [kJ/K.kg] 1,81 1,85

Volume massique [m3/kg] 0,05Débit massique : qm = Po / (h6 – h5) Débit volumique : qv = qm . v’’1

qm = 30 / (422 – 267) = 0,200 kg/s. qv =0,200 . 0,05 = 9,7.10-3 m3/s = 34,8 m3/h.

3ème partie 3.1 Logique de fonctionnement : HIVER Séchage après Maintien livraison d’ambiance Charges enthalpiques totales en [kW] Charges hydriques en [kge/h] BC BF BC électrique Humidificateur Réseau de chauffage 3.2 -25 0 Marche Arrêt ArrêtArrêt Marche -22 -7 Marche Arrêt Arrêt Marche Marche ETE Séchage après Maintien livraison d’ambiance 11 6 Arrêt Marche Marche Arrêt Arrêt 8 3 Arrêt Marche Marche Arrêt Arrêt

Dimensionnement d’éléments de la CTA Situation hiver Débit massique d’air soufflé qmas = 4000/(3600 * 0,884) = 1,257 kgas/s. Puissance de la batterie chaude : PBC = qmas * (hC – hL) PBC = 1,257 * (57 – 43) = 17,6 kW. Débitd’eau : qmw = 17,6 /(4,198 * 20) = 0,21 kg/s. L 3 Soit un débit de 0,734 m /h. Débit de vapeur d’eau qmw = qmas * (rH – rL) qmw = 17,6 * (10 – 8,4).10-3 = 28,13.10-3 kg/s = 101 kg/h. Situation été Débit massique d’air soufflé qmas = 4000/(3600 * 0,830) = 1,3387 kgas/s Puissance de la batterie froide : PBC = qmas * (hL – hF) PBC = 1,338 * (43 – 28,5) = 19,4 kW. Débit d’eau condensée : qmw = qmas / (rL –rF) qmw = 1,338 * (8,4 – 7).10-3 = 1,88.10-3 kg/s ESF Soit un débit de 6,74 l/h. F Puissance de la batterie chaude : PBC = qmas * (hS – hF) PBC = 1,338 * (35 – 28,5) = 8,7 kW.

r

H=S

C θ

r

L S

θ

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-3-

4ème partie 4.1 Etude de la régulation du circuit ventiloconvecteur : schéma de principe.

T

PI

T

4.2 Etude de la distribution des fluides...
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