Devoir Maison no Thermodynamique
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Niveau: Supérieur
Devoir Maison no 12 Thermodynamique Problème 1 Climatisation d'une voiture La climatisation est désormais présente sur plus de 9 véhicules neufs sur 10. Les avantages de ce dispositif sont essentiellement un plus grand confort, un air moins humide et une vigilance accrue du conducteur grâce à la fraîcheur de l'air de l'habitacle du véhicule. Elle est composée d'un circuit d'air pulsé par ventilateur et d'un circuit frigorifique constitué d'un compresseur, d'un condenseur, d'un détendeur et d'un évaporateur, dans lesquels circule un fluide frigorigène. Le fluide utilisé par la majorité des véhicules en circulation est le R134a, qui devrait être interdit dans l'Union Européenne à partir de 2011 car c'est un gaz nocif et à effet de serre (1400 fois plus élevé que celui du CO2). Par ailleurs la climatisation augmente notablement la consommation de carburant et requiert un entretien sérieux et régulier ( fuites de fluide frigorigène, usure des joints,... ). Après l'étude du principe de fonctionnement d'une climatisation, le problème aborde certains aspects de sa conception ainsi que la surconsommation entraînée par son fonctionnement. Pour indication, à 2400 tr.mn?1, le moteur de la voiture développe une puissance motrice de 30 kW . Dans tout le problème, la climatisation étudiée assure le maintien d'une température de l'habitacle de la voiture égale à 20?C pour une température de l'air extérieur égale à 35?C, grâce à un débit massique constant Dm.
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Devoir Maison no 12 Thermodynamique Problème 1 Climatisation d'une voiture La climatisation est désormais présente sur plus de 9 véhicules neufs sur 10. Les avantages de ce dispositif sont essentiellement un plus grand confort, un air moins humide et une vigilance accrue du conducteur grâce à la fraîcheur de l'air de l'habitacle du véhicule. Elle est composée d'un circuit d'air pulsé par ventilateur et d'un circuit frigorifique constitué d'un compresseur, d'un condenseur, d'un détendeur et d'un évaporateur, dans lesquels circule un fluide frigorigène. Le fluide utilisé par la majorité des véhicules en circulation est le R134a, qui devrait être interdit dans l'Union Européenne à partir de 2011 car c'est un gaz nocif et à effet de serre (1400 fois plus élevé que celui du CO2). Par ailleurs la climatisation augmente notablement la consommation de carburant et requiert un entretien sérieux et régulier ( fuites de fluide frigorigène, usure des joints,... ). Après l'étude du principe de fonctionnement d'une climatisation, le problème aborde certains aspects de sa conception ainsi que la surconsommation entraînée par son fonctionnement. Pour indication, à 2400 tr.mn?1, le moteur de la voiture développe une puissance motrice de 30 kW . Dans tout le problème, la climatisation étudiée assure le maintien d'une température de l'habitacle de la voiture égale à 20?C pour une température de l'air extérieur égale à 35?C, grâce à un débit massique constant Dm.
- air de l'habitacle
- intérieur de la voiture
- température de l'habitacle de la voiture égale
- régulation de température de l'habitacle
- climatisation étudiée
- climatisation
- température de l'air extérieur
o Devoir Maison n12 Thermodynamique
ProblÈme 1Climatisation d’une voiture La climatisation est dsormais prsente sur plus de 9 vhicules neufs sur 10. Les avantages de ce dispositif sont essentiellement un plus grand confort, un air moins humide et une vigilance accrue du conducteur grce Ā la fracheur de l’air de l’habitacle du vhicule. Elle est compose d’un circuit d’air puls par ventilateur et d’un circuit frigorifique constitu d’un compresseur, d’un condenseur, d’un dtendeur et d’un vaporateur, dans lesquels circule un fluide frigorigne. Le fluide utilis par la majorit des vhicules en circulation est le R134a, qui devrait tre interdit dans l’Union Europenne Ā partir de 2011 car c’est un gaz nocif et Ā effet de serre (1400 fois plus lev que celui duCO2). Par ailleurs la climatisation augmente notablement la consommation de carburant et requiert un entretien srieux et rgulier ( fuites de fluide frigorigne, usure des joints,... ). Aprs l’tude du principe de fonctionnement d’une climatisation, le problme aborde certains aspects de sa conception ainsi que la surconsommation entrane par son fonctionnement. Pour indication, Ā −1 2400tr.mn, le moteur de la voiture dveloppe une puissance motrice de30kW. Dans tout le problme, la climatisation tudie assure le maintien d’une temprature de l’habitacle de ◦ ◦ la voiture gale Ā20Cpour une temprature de l’air extrieur gale Ā35C, grce Ā un dbit massique constantDm. On se rfrera Ā ces valeurs s’il en est besoin dans la suite du problme. On suppose que les conduites reliant les diffrents appareils sont parfaitement calorifuges et que la pression qui y rgne est constante. On nglige toutes les variations de vitesse du fluide et l’on raisonne sur1kgde fluide. On considre, sauf mention explicite de l’nonc, que le fluide thermodynamique a les mmes proprits qu’un gaz parfait lorsqu’il est sous forme de vapeur. Donnes numriques : −1−1 Fluide thermodynamiquer= 85J.K .kg Coefficient isentropiqueγ=cp/cv= 1,12 Basse pression3 bar Haute pression13 bar −1 Dbit massiqueDm= 0,15kg.s −1−1 AircP air= 1005J.K .kg
A Principe A.1Sur UN schma de principe, identifier les diffrents transferts nergtiques Ā l’oeuvre dans le systme d’une climatisation entre les diffrents lments ci-dessous et les reprsenter au moyen d’une Fluide R134aSource chaude flche. A quel lment peut-on identifier l’air puls? Source froideCompresseur A.2? Au contact duquel ou desquels lmentsQuel est le rÔle du condenseur au sein du systme ci-dessus doit-il tre mis? A.3? Au contact duquel ou desquels lmentsQuel est le rÔle de l’vaporateur au sein du systme ci-dessus doit-il tre mis? A.4Le compresseur impose la haute pression. á quel type de transformation idale assimile-t-on frquemment la transformation subie par le fluide dans le compresseur? Pouvez-vous le justifier? Selon quelle loi volue la temprature du fluide lors d’une telle transformation? A.5Le dtendeur impose la basse pression. á quel type de transformation idale assimile-t-on fr-quemment la transformation subie par le fluide dans le dtendeur? Pouvez-vous le justifier?
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