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Étude de chauffage d'une salle de réunion
Bonsoir j'ai besoin d'aide pour rapport à cet exercice. Et je sollicite votre aide, merci d'avance
Exercice 2
- Etude du chauffage d'une salle de réunion
Une entreprise souhaite réaliser une étude énergétique de sa salle de réunion de 50 m². Cette pièce est chauffée par un chauffage central faisant circuler de l'eau chaude de volume = 12.0 L dans un radiateur en fonte de masse m-30 kg.
L'eau est chauffée à T-70 °C en sortie de chaudière puis arrive au radiateur avec une température 7: -50 °C avant d'en sortir à une température Ty=45 °C.
La mise en route du chauffage le matin permet de faire monter la température de T₁ = 16 °C à T-22 °C.
La chaudière au fioul à un rendement donnée par le constructeur de 93 % et la puissance thermique fournie à la salle est P-1500 W
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Données:
- Capacité thermique massique de l'acier: Caser-446 J.kg K - Capacité thermique massique de l'eau: Com-4,18.10 JkgK
-Masse volumique de l'eau: p-1.00 kg L
-La résistance thermique: Reh T-Test
1. Donner le mode de transfert thermique au sein de la fonte du radiateur.
2. Décrire d'un point de vue microscopique le transfert thermique au sein du radiateur. 3. Donner les modes de transferts thermiques fournis par le radiateur à la salle.
4. Décrire d'un point de vue microscopique le transfert thermique à l'intérieur de la pièce.
5. Proposer une explication pour la différence de température entre la sortie de la chaudière et
l'entrée du radiateur.
6. Déterminer la variation d'énergie interne du métal du radiateur lors de sa montée en
température le matin.
7. Déterminer l'énergie transférée à la pièce par l'eau contenue dans le radiateur.
8. La chaudière contient 15 L d'eau qui arrive à une température To -25 °C. Calculer l'énergie
reçue par l'eau dans la chaudière.
9. Déduire du rendement indiqué par le constructeur de la chaudière, l'énergie consommée par la
chaudière pour chauffer cette eau.
10. La salle est mal isolée et une partie de l'énergie est perdue par les parois (murs, sol, plafond et fenêtres). La température extérieure à la salle étant Tea -3°C.
En une heure, on estime les pertes à Q-20 kJ.
10.1. Faire un schéma représentant une fenêtre et le flux thermique.
10.2. Déterminer le flux thermique total à travers ces parois.
10.3. Calculer la résistance thermique de l'ensemble des parois une fois que la salle est
chauffée.
10.4. Tracer sans souci d'échelle le graphique représentant l'évolution de la température
en fonction du temps.
10.5. Identifier sur le graphique le régime permanent et le régime transitoire. 10.6. Décrire les gains et pertes énergétiques de chacun de ces régimes.
Bonjour
Peux-tu expliquer ce que tu as fait et ce qui te bloque ? Plus facile de t'aider ensuite en fonction de ton niveau !
vanoise
Bonjour monsieur,
1) au sein de la fonte du radiateur le mode de transfert thermique est la conduction.
2)c'est à partir de là que me bloque !,
Veuillez m'assister cordialement
Merci d'avance
OK pour 1°
Jusqu'à la cinquième question : il s'agit uniquement du cours que tu dois avoir étudié !
Ces documents peuvent éventuellement t'aider :
***Edit gbm : il y a aussi une fiche de cours bien complète sur notre site 
: Modèle du gaz parfait et premier principe de la thermodynamique***
vanoise
Bonjour mr,veuillez vérifier ma proposition de réponse
2)au sein du radiateur, le transfert thermique s'effectue par conduction et par convection. La conduction thermique est due à la propagation de proche en proche de l'agitation des particules au sein de la fonte du radiateur. Ensuite, la convection thermique est due au mouvement d'ensemble des particules au sein de l'eau du radiateur.
3)la conduction, la convection et le rayonnement.
4)à l'intérieur de la pièce, il y a une propagation de proche en proche de l'agitation des particules au sein du mur en contact direct avec la fonte du radiateur, le mouvement d'ensemble des particules au sein de l'eau du radiateur fourni de l'énergie à la salle et en fin, une fois que le radiateur est chauffé, il y aura une émission des rayons électromagnétiques qui fournissent de l'énergie à la salle à travers des photons
vanoise
Pour la question 5,je n'arrive pas à trouver,.
Veuillez m'assister cordialement. Merci d'avance
9) E=2821,5*0,93=2623,9kj
vanoise, veuillez vérifier mes propositions de réponses et merci d'avance 🙏
question 5 : la température de l'eau est nettement supérieure à la température de l'air ambiant autour de la canalisation existant entre la chaudière et le radiateur. Donc ...
6 :
Déterminer la variation d'énergie interne du métal du radiateur lors de sa montée en température le matin.
L'énoncé n'est pas très clair. Les températures de 16 et 22°C ne sont-elles pas celles de l'air de la salle ? Les températures initiale et finale de la fonte sont surement plus élevées mais rien dans l'énoncé ne permet de les obtenir... Attention : utiliser les puissances de 10 ou les kilojoules en arrondissant à 3 chiffres significatifs :
E=80,3kJ (et non kj car Joule est un scientifique.)
7. OK mais aussi arrondir à 3 chiffres significatifs en choisissant un symbole différents pour cette grandeur. Dans un problème : un même symbole ne doit pas avoir deux significations différentes.
8 : tu peux détailler ton calcul ?
9 : revois la définition du rendement.
vanoise
8) la chaudière contient 15l d'eau et l'arrive à la température de 25°c et à la sortie à 70°c,la masse volumique étant donnée égale à 1kg/l donc la masse vaut 15kg.
E=15*4180(70-25)=2821500j.
Merci de vérifier cordialement
Pour la question 6) comment dois-je faire maintenant ?
En absence d'énoncé plus détaillé, je pense que ta réponse est celle attendue par le correcteur.
Toujours les mêmes remarques pour 8 :
E8=2,82MJ (mégajoules)
9) le rendement =énergie consommée /énergie fournie !.
Je me répète : J majuscule ici...
Ma définition du rendement n'a pas plus de succès que la tienne. As-tu réfléchi à ce qui est utile et a ce qui est payant pour une chaudière ?
Avec ton raisonnement la chaudière fournit plus d'énergie qu'elle n'en reçoit : un miracle ?
vanoise
Bonjour monsieur, si j'ai bien compris votre explication, il suffit juste d'inverser ma définition, c'est à dire ; rendement = énergie fournie /énergie consommée
. Dans ce cas j'obtiens E(consommée) =2,82MJ/0,93 =3,03MJ.
Merci de vérifier ma proposition de réponse!
vanoise
Merci d'avance 🙏.
Pour la question 10.1)je n'arrive pas
Pour 10.2) le flux thermique est égal à puissance perdue à travers les parois en une heure.
Flux thermique =20000/3600
Flux thermique =5,5 W
Pour 10.3) la salle est chauffée à la sortie de l'eau du radiateur, donc la température intérieure est égale à 45°c et la température extérieure vaut 5°c
En utilisant la formule donnée j'ai trouvé Rth= 7,27K/W.
Merci de vérifier mes propositions de réponses
10.1 : tu peux t'inspirer du schéma du premier document que je t'ai fourni, paragraphe "C : résistance thermique d'un matériau".
10.2 : OK
10.3 : irréaliste, surtout maintenant en période d'économie d'énergie, personne ne chauffe l'air d'une salle à une telle température ! A ce que je comprends, l'air de la salle est à 16°C lorsque le chauffage est mis en route et se stabilise à 22°C.
10.4 : Je t'ai quasiment répondu à la question précédente. Il s'agit ici de représenter en fonction du temps les variations de température de l'air de la salle ... Essaie de bien comprendre ce qui se passe et il te sera alors facile de répondre à 10.5 ...
OK si je comprends bien dans ce cas la température intérieure vaut 22°c.
Avec cette valeur j'ai trouvé Rth =3,09K/W.
Merci de vérifier 🙏
Le chauffage est coupé la nuit mais ce qui ce passe le soir à partir de la coupure n'a pas à être étudié ici. Après une période de montée en température de 16 à 22°C, la température reste constante et égale à 22°C pendant toute la durée étudiée ici.
vanoise
Bonjour mr, veuillez m'excuser pour avoir pris trop de temps car j'étais un peu souffrant 🤕 mais ça va mieux maintenant!
vanoise
Cependant, d'après votre dernière explication. J'ai fais la courbe, veuillez vérifier ma proposition de réponse cordialement
vanoise
Merci monsieur pour votre assistance !
Ensuite pour la question 10.6.<< Décrire les gains et pertes énergétiques de chacun de ces régimes.>>je n'arrive pas !
Merci de m'assister cordialement !
La dernière question parle de "décrire"... Il s'agit donc juste de décrire quels sont les transferts d'énergie. Cela conduit à bien expliquer la différence entre la première phase du chauffage où la température augmente et la seconde phase où la température reste fixe.
vanoise
OK, dans ce cas on peut dire qu'il y a perte d'énergie pendant le régime transitoire et du gain d'énergie pendant le régime permanent ?
Merci de vérifier ma proposition !
🙏
Non !
Pendant la première phase, la puissance thermique fournie par l'appareil de chauffage est supérieure à la puissance thermique perdue par défaut d'isolation : l'énergie interne de la salle augmente la température augmente.
Pendant la deuxième phase, les deux puissances thermiques sont égales. L'énergie interne de la salle reste fixe, la température reste fixe.
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