Thermodynamique : gaz dans une citerne.

[invitecbe21d32]

Bonjour à toutes et à tous,


J'espère ne pas me tromper en postant ma question ici, car celle-ci est appliquée à un système industriel et non sur un phénomène purement théorique.

Voici mon problème :
Je possède un réservoir (V = 11500 m3) dont la pression interne est légèrement supérieure à la pression athmosphérique (P = 1,07 bars) et dont la température ne varie pas (T = 23°C). Ce réservoir contient 6% de O2 (1,4 kg/m3 à 23°C), 0.003% de gaz d'hydrocarbure (1,6 kg/m3 à 23°C) et 93.997% de N2 (1,22 kg/m3 à 23°C).

Je veux y injecter de l'air (pour simplifier les calculs je prends 21% de O2 et 79% de N2 contenu dans l'air) dans cette citerne pour y augmenter sa pression. L'unique condition que j'ai est de ne pas dépasser 8% de O2 dans la citerne. L'air que j'injecte provient d'une bouteille à 10 bars. Je ne peux pas réguler le débit d'air qui entre dans la citerne, je souhaite donc connaitre la pression que j'aurai dans la citerne quand celle-ci contiendra 8% de O2.

J'ai l'impression qu'il me manque des données mais je ne vois pas lesquelles. Pouvez-vous m'aiguiller sur la démarche à suivre et me dire s'il me manque des infos.


Merci d'avance.
Michoco
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[FC05]

La question que je me pose c'est : "pourquoi 8% ?".

Si c'est pour des raisons de sécurité (inertage) je pense que ce n'est pas la bonne donnée. Ce qui compte ce serai plutôt la pression partielle.
Donc à clarifier avant de faire des calculs.

[invite2313209787891133]

Bonjour

Il ne manque aucune donnée : 8% d'O2 représente 0.08 * 11500 = 920m3 d'O2 pur. Si tu injectes de l'air à 21% il en faut 920 / 0.21 = 4381m3 (à 1.07b).
La pression monte à ((11500 + 4381) * 1.07)/11500 = 1.48b

[invitecbe21d32]

@ FC05 : En effet, cela concerne bien de l'inertage. Le 8% correspond à la réglementation.

@ Dudulle : Merci pour ta réponse, cependant je ne comprends pas à quoi correspond le volume que tu trouve en faisant 920/0,21. Peux tu me donner quelques explications sur ta démarche.

Merci =)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecbe21d32]

Je ne vois pas comment faire avec les pressions partielles. Dans mon cas initial pas de problème par contre, j'ai l'impression qu'il me manque des données pour le cas final.

J'ai une évolution isochore, donc en fait il me faut soit P pour 8% de O2 ou T pour 8% de O2.

[invite2313209787891133]

j'ai divisé par 0.21 pour retrouver le volume d'un air à 21% d'O2.
Il est inutile d'utiliser les courbes d'isochore car tu as affaire à des gaz presque parfaits.

[FC05]

Ce qui compte pour un inertage, c'est la pression partielle, donc le 8% de la réglementation doit être associé à une pression totale. Mais bon, je me trompe peut-être ...

[invite2313209787891133]

En effet il y a une petite erreur dans mon calcul, ceci dit ça ne fera pas une très grande différence.