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Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique



  1. #1
    Lavendou

    Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique


    ------

    Bonjour,

    elements du cycle thermo.jpg

    Je coince sur cette exercice, quelles sont les formules à utiliser ici?
    En sachant que j'ai une table ici elements du cycle thermo table.jpg

    Je dois calculer la température de l'air à la sortie de l'échangeur.

    Merci d'avance

    -----

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  3. #2
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Bonjour,

    C'est toujours le premier principe en écoulement.
    Il y a juste à ajouter que la puissance de liquéfaction est égale à la puissance thermique fournie à l'air

  4. #3
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Par même principe vous entendez Pi+Pt= D delta h. Comment puis-je faire pour avoir la température avec cette formule svp?

  5. #4
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Dans le cas de l'air, vous savez relier à

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    J'ai le débit d'air, la température et la pression? Comment puis-je lier ces variables? En sachant que le mouvement de l'air est supposé isobare. Ici, je pense à {dH=Cp/dT.}

  8. #6
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Pouvez-vous m'aider?

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  10. #7
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Pour étudier ce genre de dispositif, il faut traduire "la puissance thermique est cédée à l'air".

    Autrement dit on écrit deux fois le premier principe Pi+Pt=D \Delta h et ensuite le fait que la puissance de refroidissement de l'un est celle de refroidissement de l'autre.

  11. #8
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Bonjour, ici
    Comment puis-je résoudre l'exercice 1. J'ai le débit mais ensuite comment je peux faire? Comment faire pour trouver la température si ma formule est Pi+Pt= D delta h. Dans cette formule, je n'ai pas de température?

    Merci d'avance

  12. #9
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Je ne comprends pas trop la question :

    côté de l'air, vous avez la température d'entrée 60°C, le bilan permet de calculer la variation de T et vous obtenez donc T sortie

    côté du fréon, vous êtes à l'état saturé et vous connaissez la pression 1 MPa, donc vous connaissez la température.

    Pour ce qui est de la formule, vous avez répondu message #5 : "dH=Cp/dT"

  13. #10
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Coté Fréon la température et donc bien de 40°C si je me reporte à la table au verso. La première colonne donne Sat. Press. qui est la pression saturée. Ici elle est de 1 Mpa du coup 40°C pour le fréon. Est-ce que je peux prendre comme capacité calorifique de l'air 1000 J/kg.K? Pour la formule dH/Cp/dT"?

    Quand vous dites le bilan me permet de calculer la variation de T. Vous parlez de cette formule dH= Cp/dT? Ca sous entend que je possède dH du coup?
    Merci d'avance

  14. #11
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Est-ce que je peux prendre comme capacité calorifique de l'air 1000 J/kg.K ?
    Cela parait raisonnable.

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Quand vous dites le bilan me permet de calculer la variation de T. Vous parlez de cette formule dH= Cp * dT ?
    Oui, c'est bien cela.

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Cela sous entend que je possède dH du coup ?
    Pas vraiment, ce que vous possédez est la puissance thermique : "La puissance thermique [de condensation] est cédée à un débit d'air ..."

  15. #12
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Bonjour,

    Je possède donc puissance thermique= 80 kg/min. Dois-je utiliser cette formule pour passer de la puissance thermique à l'enthalpie?

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  17. #13
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    80 kg/min est le débit d'air, ce n'est pas une puissance thermique, 10 kg/min le débit de fréon et le texte dit (après traduction) "La puissance thermique du fréon est égale est cédée à l'air ..."

  18. #14
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Comment savez-vous que c'est du Fréon? Comment puis-je faire pour avoir l'enthalpie? J'ai donc celle de l'air vu qu'elle correspond à celle du Fréon si j'ai bien compris. Ici elle est de 10 kg/min

  19. #15
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Comment savez-vous que c'est du Fréon ?
    C'était juste un raccourci pour nommer le gaz réfrigérant, ce n'est pas en effet du fréon mais de la famille du fréon

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Comment puis-je faire pour avoir l'enthalpie ?
    Il faut utiliser la table fournie.

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    J'ai donc celle de l'air vu qu'elle correspond à celle du Fréon si j'ai bien compris. Ici elle est de 10 kg/min
    "Celle" de l'air qui correspond au "fréon" c'est la puissance thermique.
    "Elle est de 10 kg/min" cette fois c'est le débit du "fréon".

  20. #16
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Les problèmes que vous rencontrez sont les mêmes que pour l'autre problème, faites attention aux unités, dimension ...
    Une puissance thermique en watt n'est pas un débit en masse en kg/h.

  21. #17
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Pour l'air Ici j'ai 268.24 KJ/kg pour la vapeur saturée à 1 MPa à 40°C. J'ai donc l'enthalpie la température d'entrée de 60°C, mon cp de 1000 pour l'air, mon enthalpie, je peux donc calculer ma température de sortie. Merci! dh= Cp*delta T

    Pour le fréon, j'ai 1MPa du coup ici la température est de 40°C si on se réfère au tableau, si je ne mélange pas tout.

    Ai-je besoin de la puissance thermique?

  22. #18
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Vous n'avez pas besoin de la puissance thermique en valeur, vous en avez juste besoin au niveau du raisonnement pour établir le lien entre l'air et le "fréon".

    Remarque : vous avez besoin des variations d'enthalpie du "fréon", ce que vous donnez est l'enthalpie d'entrée.

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  24. #19
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Comment puis-je faire pour avoir l'enthalpie de sortie du fréon?

    Au niveau du raisonnement pour établir le lien entre l'air et le fréon. Comment puis-je faire ici du coup?

  25. #20
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Comment puis-je faire pour avoir l'enthalpie de sortie du fréon?
    Si vous avez pu obtenir l'enthalpie en entrée par lecture de la table, il suffit de faire la même chose en sortie, je ne comprends pas le problème.
    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Au niveau du raisonnement pour établir le lien entre l'air et le fréon. Comment puis-je faire ici du coup?
    La réponse a été donnée au message #7 : "on écrit deux fois le premier principe Pi+Pt=D \Delta h et ensuite le fait que la puissance de refroidissement de l'un est celle de refroidissement de l'autre."

  26. #21
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Bonjour,

    En me référant à la table, j'ai 2 valeurs pour l'enthalpie. J'avais trouvé l'enthalpie de la vapeur saturé qui était de 268.24 KJ/kg. Ici juste à gauche dans le tableau j'ai la valeur de l'enthalpie du liquide saturé: 106.19 kJ/kg. Comment puis-je faire pour avoir l'enthalpie de sortie? Est-ce bien celle-ci trouvé pour une température de 40°C ou je dois prendre une autre température?

    Merci d'avance

  27. #22
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Je dois utiliser 2 formules pour résoudre ça.

    1. Pi+Pt= D*DeltaH

    2. dH= Cp*(deltaT)

    H2-H1= 1000(Cp de l'air) *(T2-T1)

    Ici J'ai H1 (enthalpie d'entrée)(268kJ/kg) Si j'ai H2 (106kJ/kg) Je peux donc faire H2-H1


    Ici pour le Cp dois-je prendre celui de l'air ou du Fréon? Car j'ai déjà celui de l'air.

    Si j'exécute tout correctement pour trouver la température de sortie de l'air, j'ai:

    106-268= 1000*(T2-60°C)

    Mais je n'obtiens pas la bonne réponse.

  28. #23
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    En me référant à la table, j'ai 2 valeurs pour l'enthalpie. J'avais trouvé l'enthalpie de la vapeur saturée qui était de 268.24 KJ/kg. Ici juste à gauche dans le tableau j'ai la valeur de l'enthalpie du liquide saturé: 106.19 kJ/kg. Comment puis-je faire pour avoir l'enthalpie de sortie? Est-ce bien celle-ci trouvé pour une température de 40°C ou je dois prendre une autre température ?
    Traduction du texte : "vapeur saturée à 1MPa" vous donne la température 40°C.
    " : "vapeur saturée entre" d'où h(entrée)
    " : "jusqu'à liquide saturé" d'où h(sortie)

  29. #24
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Pi+Pt= D*DeltaH ; dH= Cp*(deltaT) ; H2-H1= 1000(Cp de l'air) *(T2-T1).
    Jusqu'à là OK

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Ici J'ai H1 (enthalpie d'entrée)(268kJ/kg) Si j'ai H2 (106kJ/kg) Je peux donc faire H2-H1.
    Toujours OK, mais mettez des indices pour vous y retrouvez : la première ligne concerne l'air, celle juste au-dessus le fréon

    Donc recopiez vos deux expressions avec par exemple H1a-H2a= ... pour la première ligne et H1f-H2f=... pour la deuxième (a pour air et f pour fréon)

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Ici pour le Cp dois-je prendre celui de l'air ou du Fréon ?
    Le Cp du fréon n'intervient pas puisque la température est constante.

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    106-268= 1000*(T2-60°C)
    On y est presque : les débits du fréon et de l'air sont différents, donc là encore mettre des indices pour vous y retrouver et ne pas simplifier abusivement par D.

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  31. #25
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    106-28=1000(T2-60) J'ai pris 1000 car il est constant pour le fréon et non pour l'air si j'ai bien compris.

    Du coup je fais la même chose pour le fréon maintenant?

  32. #26
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    106-268=T2-40°C cette ligne est pour le fréon je voulais dire. Car le tableau que j'ai reçu sont les enthalpies du fréon (R134a)

    Pour l'air comment puis-je faire si je n'ai pas les enthalpies dans un tableau?

  33. #27
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Le fréon se condense de manière isobare :
    entrée vapeur 1MPa 40°C hv=268,24 kJ/kg
    sortie liquide 1MPa 40°C hl=106,19 kJ/kg
    Donc pour le fréon \Delta h=hl-hv=... et \Delta T=0
    Cela permet de calculer, la puissance thermique

    L'air voit sa température passer de 60°C à T inconnue.
    Donc pour l'air \Delta h=Cp(T-60)
    On connait le débit, la puissance thermique ("la puissance thermique du fréon est cédée à l'air), on peut donc calculer T.

  34. #28
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Pour le fréon,

    J'ai:

    H2-H1=Cpfréon*(T2-T1)

    106.19-268.24= 1 (car Cp fréon constant)*(T2-T1)

    -162.05=1*0 comment puis-je calculer la puissance thermique à partir de ça?


    Pour l'air, j'ai:

    H2-H1= 1000*(T2-60°C) comment puis-je faire. J'ai compris que je dois prendre la puissance thermique trouvé lors de la résolution de la première équation du Fréon mais ensuite?

  35. #29
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Je répète : le changement de phase isobare se fait à pression constante température constante 40°C. Donc la température ne changeant pas, Cp n'a aucun rôle à jouer.
    Par contre h2 et h1 sont connus (h minuscule car massique, pur problème de notation, mais des notations cohérentes évitent des erreurs), donc vous connaissez la variation d'enthalpie massique.

    Il n'y a plus qu'à reporter dans le premier principe pour trouver la puissance thermique (\Delta h est connu, le débit aussi, donc une inconnue : Pthermique)

    On fait la même chose avec l'air (Pthermique connue, débit connu, donc une inconnue \Delta h = 1000*(T2-60°C), soit finalement une inconnue T2)

  36. #30
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: Eléments du cycle thermodynamique

    Pour le fréon nous avons:

    Pi+Pt= D*deltah (Nous n'avons pas Pi et Pt, nous avons delta h et D.)

    Pour l'air, nous avons,

    Pi+Pt= D* delta h(Nous avons ici trouvé la puissance thermique, ici nous avons le débit mais pas le delta h car il nous manque T2.) Comment puis-je faire?

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