TD 3 Mélanges

TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -
Número de respuestas: 20

6.3 Mélange
1) Un débit d'air extérieur 2.5 kg /s E as m& = à =0C ° E θ et = 100% E ϕ est mélangé au débit
d'air recyclé 2.5 kg /s R as m& = à =2 0C ° R θ et = 40% R ϕ . Donnez toutes les propriétés de l'air
extérieur, recyclé et du mélange. Est-ce qu'il y a de condensation ? Si oui, quel est le débit
d'eau condensée ?
2) Le même problème dans le cas où l'air recyclé a l'humidité égale à 90%.

>>> à faire en utilisant le minimum de formules et en tirant partie du diagramme au maximum


Ce cas est l'illustration typique du cas de la figure ci-dessous, sur laquelle de l'air intérieur recyclé est mélangé avec de l'air "neuf" extérieur ("neuf" car très généralement moins "pollué" que l'air intérieur, voir cours de THB) :


Adjunto exo_6_3_melange_schema.jpg
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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

La représentation schématique du cas ci_dessus (en excluant pour l'instant la représentation des différents appareils 1 à 5 regroupés dans "CTA") est donné ci-dessous :

Adjunto Exo_6_3.jpg
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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

Ce sont, par convention, les débits massiques d'air sec qui sont représentés sur le schéma.

Ce sont ces débits que nous utiliserons sur le diagramme de l'air humide sur lequel tout est représenté    pour 1 kg d'air sec =1 kgas

Il y a bien évidemment Conservation de la masse d'air sec tout le long du circuit de l'Air Humide dans les gaines (à vérifier par vous même).

Il y a également, bien évidemment, Conservation de la masse d'eau et de de l'Energie

Nous allons écrire tous ces bilans au niveau du point de mélange M

(pour simplifier l'écriture dans moodle les débits massiques d'air sec seront notés må ):

- Conservation de la masse d'air sec en M >> entre t et t+Δt, Δt=1s

M = måR+måE


- Conservation de la masse d'eau en M (r=kgveau/kgas)>> entre t et t+Δt, Δt=1s

M rM= måRrR+måErE= (måR+måE) rM >>> 


rM= (måRrR+måErE)/(måR+måE


- Conservation de l' Energie en M (h=J/kgas) >> entre t et t+Δt, Δt=1s 

M hM= måRhR+måEhE= (måR+måE) hM >>> 


hM= (måRhR+måEhE)/(måR+måE)  


Le point M apparaît donc comme le barycentre des points A et B, les coefficients de pondération étant les débits massiques d'air sec respectifs : sur le diagramme, il se trouve donc entre A et B sur le segment joignant A et B. Il suffit de calculer h ou r  pour pouvoir le positionner sur le diagramme.


Peux-t-on faire le barycentre en "température , ? 

En toute rigueur, non. 

M θM=må[1.θM+ rM ( 2495+1.96 θM)]

             = måR[1.θR+ rR ( 2495+1.96 θR)]+måE [1.θE+ rE ( 2495+1.96 θE)]

Dans l'expression de  θM en fonction de "A" et de "B" il apparaît des termes non-linéaires : produit r . θ

θM n'est donc pas une combinaison linéaire de "A" et de "B". 

Mais 2495<< 1.96 θM  γ θM et 2495 +1.96 θR˜ 2500

>>> 

M θM= måRR+ rR 2500]+måE E+ rE 2500]

relation linéaire entre les "r" et donc , si l'on accepte la simplification 

relation linéaire entre les "θ"

 

Cas particulier ou le point M se trouvant au dessus de la courbe de saturation (HR=100%) :

Nous travaillons sur l'air humide (AH), mélange d'air sec(gaz) et de vapeur d'eau (si de l'eau liquide apparaît, cette quantité d'eau ne fait pas partie de l'AH (on doit de toute façon éviter que cela se produise et par ailleurs les gouttelettes d'eau chutent par gravité dans les gaines du réseau)

>>> Le point M calculé avec les équations "barycentriques" ne représente donc pas l'AH : où se trouve donc le point M' caractéristique du mélange ne contenant que de l'as et de la vapeur d'eau ?

Faisons l'hypothèse que l'enthalpie de l'eau liquide qui apparaît est négligeable devant l'enthalpie de l'AH >>> le point M' se trouve donc l'isenthalpe h

Puisqu'il est apparu de l'eau liquide, >>>> l'AH est un mélange à saturation

Le point M' se trouve donc à l'intersection de l'isenthalpe hM et  de la courbe de saturation (HR=100%) >>> on peut lire sur le diagramme toutes les caractéristique du point mélange M' dans ce cas particulier.

Remarque : 


(måMrM-MrM') = masse d'eau condensée/s


L'enthalpie de l'eau liquide = Hel = 4.18 måM(rM-rM') θeau˜4.18 måM(rM-rM') θM'

Vérifiez avec les résultats de l'exercice que cette quantité est bien négligeable devant måMhM' (hypothèse de départ) : l'enthapie de l'eau liquide qui apparaît est négligeable devant l'enthapie de l'AH 


Maintenant vous pouvez faire l'exercice proposé en dessous de la rubrique Forum de votre groupe dans la page d'acceuil de GCU-S6-CLI

 



 


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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Bonjour.

Où trouve-t-on s'il vous plaît le diagramme à utiliser pour l'exercice s'il vous plaît ?

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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Ne pourrait-on vraiment pas envisager un Zoom s'il vous plaît ? Ce procédé via forum est inconfortable pour bon nombre de gens du groupe...

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

Pourquoi pas ... mon expérience ne montre pas beaucoup plus d'interaction en ZOOM et en forum

Par ailleurs ça me demande un peu de préparation et d'organisation  >>> nous sommes deux en télétravail avec des connections souvent erratiques 

si pas proche de la box


J'ai répondu à ta question , mais mail généré par moodle  >> le diagramme se trouve dans Support : Diagramme_AH_pdf 

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

Je réponds très généralement immédiatement .

Est ce qu'il y a un temps de latence dans la réception de mes réponses

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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Oui, il y a un certain temps de latence.

De plus cela nous oblige à rafraîchir la fenêtre régulièrement ce qui nous détourne de notre travail et de notre concentration. Des explications sont aussi en général plus clair que des explications écrites.

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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Je suis tout à fait d'accord avec Léa et consigner nos demandes par écrit à chaque fois est pénible... Surtout si nous souhaitons inclure une équation, une formule ou des symboles, l'interface n'étant pas du tout adaptée...


Rien de tel que la transmission orale pour moi (et je sais que je ne suis pas seul)

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

Corentin, j'ai eu le compte rendu de la réunions avec les délégués

Je m'organise pour les prochains TD 

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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -
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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Pouvez-vous expliquer le phénomène de condensation, je n'ai pas bien compris ? 

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

En fait, un cas simple au dessus d'une casserole ce que tu vois ce n'est pas la vapeur d'eau

le gaz (vapeur d'eau) est invisible , ce que tu vois ce sont les molécules de vapeur d'eau qui en contact avec l'air plus froid la pièce passent immédiatement en phase liquide 

Il suffit que l'on se trouve dans des conditions pour lesquelles Pv>>Pvs  

cest le cas ici dans le mélange : chacun des composants du mélange est gazeux(vapeur et air sec)
mais au moment du méange on sature l'air et une partie se condense

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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Vous parlez bien l'exercice 6.3 ? car je trouve pv<pvs

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

je parle du TD3 melange 

il n'y a qu'un exercice

il faut faire au maximum sur le diagramme 

dans la premiere question : il n'y a pas de condensation : tu places E et R sur le diagramme

le point mélange est entre E et R (barycentre) : tu vois sur le diagramme qu'il n'y a nécessairement pas condensation 

Ce n'est plus le cas dans la 2ème question

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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

J'ai utilisé les formules de calcul pour résoudre ce cas la afin de placer le point M sur la graphique et d'en déduire les caractéristiques du mélange. 


En revanche concernant le devoir à rendre, Ta = 49°C c'est bien une température humide ? Car si oui, comment placé le point A sur le graphique ? Les linges d'égale température humide ne vont pas jusque là. 

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

En fait si tu as bien compris le barycentre et que tu reprends maintenant l'exercice :

Le point mélange c'est le barycentre, les débits sont égaux, donc dans ce cas il n'y a aucun calcul à faire 

le barycentre pour les débits égaux, c'est le milieu du segment , tu peux donc le dessiner et lire toute les caractéristiques

idem pour la question 2) tu places le point mélange au milieu et tu rabbats ce point sur la courbe de saturation comme expliqué plus haut 

 cet exercice se fait donc uniquement par lecture sur le diagramme


En revanche concernant le devoir à rendre, Ta = 49°C c'est bien une température humide ? Car si oui, comment placé le point A sur le graphique ? Les linges d'égale température humide ne vont pas jusque là. 

49°C est la température sèche 

θ température sèche 

θh température humide 

θr température de rosée


pour le point A :  θA,θhA,θrA



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Re: TD 3 Mélanges

de Usuario eliminado -

Très bien merci beaucoup.

En utilisant le graphique je suis censée retrouver les mêmes valeurs que j'ai eu par le calcul? 

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Re: TD 3 Mélanges

de Roux Jean-Jacques -

oui

on perd un peu en précision par rapport au calcul (d'où la nécessité de faire le tracé le plus précis possible) mais les résultats obtenu sont généralement de qualité très suffisante