V Bourdin, Ivan Delbende 2012 Epreuve d’énergies

Bilan prévisionnel des consommations d’énergies de la maison fourni par le maître d’ouvrage Bilan thermique: avec les plans de la construction par un Bureau d’Étude Thermique Une réglementation plus « contrôlée » avec des dispositifs de contrôle (*) Sauf pour les bâtiments d’habitation (pour l’éclairage)

LES PUISSANCES EN TRIPHASÉ - cours, examens

analogues à celles établies pour le monophasé en utilisant la formule de Kapp Pour une charge selfique, on représente les vecteurs courant-tensions, qui illustrent l’équation électrique de la ligne: VrIjxIV s cc Le schéma électrique est donc : On obtient alors : V=r c Icos + x c Isin pour récepteur inductif

V Bourdin, Ivan Delbende 2012 Epreuve d’énergies

6 Même si vous ne l’avez pas démontrée, utiliser la formule ci-dessus (question 5) pour linéariser le bilan du capteur en ∆T = (T c-T e) En partant d’une valeur initiale de T c raisonnable pour calculer T m, déduisez-en par itérations une valeur approchée de T c pour une puissance P u nulle

Transferts thermiques Cours et exercices corriges

1 6 Bilan d’énergie en régime stationnaire sans mouvement 20 1 6 1 Formulation générale du bilan d’énergie 20 1 6 2 Méthodologie de résolution d’un problème de transfert thermique 21 1 6 3 Exercices d’application 22 Exercice 1 1 Chauffage en volume 22 Exercice 1 2 Crayon ﬁssile 24 Chapitre2

Modélisation et analyse des systèmes dynamiques

suivantes, correspondant à un bilan massique et à un bilan énergétique du procédé Nous écrivons donc que la variation de masse ou d’énergie, par unité de temps, dans le système considéré est égale à la somme de ce qui rentre dans le système, en termes de masse et de chaleur, diminuée ce qui en sort, toujours durant la même

cours, examens

Cours 311130 331100 Cha 1 001100 Cours 071130 Total 641130 071130 Crédits Total Coeff l'intégrale de Riemann des fonctions d'une variable Programme Pédagogique CPST Unité d'Ensei nement UEF211 Intitulé de la Matière Anal se 3 Code ANA3 Analyse 3 Semestre

EXERCICES ET PROBLÈMES D’ÉLECTROTECHNIQUE

1 2 Série d’exercices n°1: Circuits monophasés etpuissances électriques 12 Énoncés 12 1 2 2 Correction des exercices 15 1 3 Synthèse de cours n°2: Systèmes triphasés 20 1 3 1 Système triphasé: les bases 20 1 3 2 Puissances en triphasé 24 1 3 3 Sch éma quivalent monophas d’un système quilibr 25

Pourquoi cet enseignement

Les exercices de TD ponctuent le cours d'exemples concrets, soit par une application directe soit des problèmes d'examens Les TP sont principalement liés au photovoltaïque : caractérisation de cellules solaires, influence du rayonnement direct et diffus, panneaux solaires et foisonnement, spectre lumineux et absorption

BIOCHIMIE FICHE DE COURS 2010-2011

Résumé du cours (en quelques lignes): cf contenu et objectifs ci-dessus Modes d'évaluation (Pondération relative des diverses activités en ) Examens Travail Annuel (TA) Examen oral 100 (Rapport, évaluation continue, interrogations, exposés oraux, etc ) Examen écrit

ème

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énergétique

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Durée

, dont conseillé : 1h pour la partie " éolienne », et 2h pour " solaire- efficacité ».

Répartissez votre temps entre les deux parties. Les exercices sont indépendants.

Tous documents,

cours, TD, notes et ouvrages personnels autorisés.

Calculatrice autorisée.

S'il vous semble qu'une donnée est manquante, faites une hypothèse et indiquez la sur votre copie. Il ne sera pas répondu aux questions pour maintenir l'égalité entre tous.

Attention : Les parties " éolien » et " solaire thermique - efficacité énergétique » seront

traitées sur des feuilles indépendantes. Bon courage. Rappel : capacité thermique isobare moyenne de l'eau liquide ; c p = 4185 J/kg.K

1. Pompe à chaleur, choix d'un système de chauffage 1. Sur le diagramme, fourni en annexe, on a représenté le cycle d'une pompe à chaleur

(PAC) : dans un tableau indiquez pour chaque organe (évaporateur, compresseur, condenseur et détendeur) les propriétés (T, p, enthalpie h) et l'état du fluide à sa sortie. 2. Que peut-on dire des étapes de condensation et d'évaporation ? De la détente ? 3. A quoi voit-on que le fluide est légèrement zéotrope ? 4.

Que vaut le COP du cycle

5. Sur une période d'une heure et demie, on mesure une consommation de la PAC égale

à 2,7

kWh électrique, et on peut évaluer la puissance thermique cédée au logement à

7,4 kW. Que vaut le COP global du système de chauffage ?

6. Quels faits peuvent expliquer la différence avec le COP du cycle ? 7. D'après les données du tableau ci-dessous comparez le bilan carbone lié à cette période d'une heure et demi de fonctionnement de la PAC avec celui d'une chaudière

à gaz moyenne.

Commentez votre résultat.

(Information extraite de http://fr.wikipedia.org/wiki/Contenu_CO2#cite_note-12) Les consommations sont des ordres de grandeur pour un logement demandant 10 MWh thermique utile pour le chau ffage, les rendements sont issu s de la méthode réglementaire française du

diagnostic de performance énergétique. Le contenu marginal de l'électricité proposé par

l'ADEME et RTE est utilisé dans ce cas. Exemple de comparaison des émissions de gaz à effet de serre des chauffages en maison Solution

énergétique

Besoin

énergétique

(kWh/an)

Consommation

(kWh PCI/an)

Contenu CO

2 (gCO 2eq /kWh)

Émissions de

CO 2 annuelles (tCO 2eq /an)

Chauffage

électrique à effet

joule

10 000 10 000 500-600 5-6

Chaudière fioul 10 000 11 000 300 3,3

Chaudière gaz 10 000 10 500 234 2,4

Pompe à chaleur

électrique

10 000 4 000 500-600 2-2,4

Chaudière bois 10 000 14 000 13 0,2

Université Paris-Sud Orsay - Master PAM spécialité PIE 2

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2. Insolation et production thermique d'un capteur plan

Le système est situé à 44° de latitude nord, et nous étudions la situation au solstice d'été (vers le 21

juin) à midi " temps solaire vrai ». Un capteur plan sans vitrage est situé sur un plan dégagé (sans

obstacle) supposé uniforme, parfaitement diffusant et de coefficient de réflexion pour le rayonnement solaire égal à = 0,2. Le capteur mesure 2m dans la direction horizontale et 1m dans la direction perpendiculaire. Il est incliné de s = 45° et orienté avec un azimut nul ( = 0).

1. Que vaut la densité de flux extra-terrestre E

0 (mesurée dans une section droite du faisceau issu du Soleil) ?

2. On suppose que la transmission de l'atmosphère pour le rayonnement direct vaut

s = 0,61, et que 15% du rayonnement incident sur l'atmosphère est transmis sous forme diffuse jusqu'au sol (on pourra noter d = 0,15). Le capteur n'échange par rayonnement qu'avec le sol et la voûte céleste. On considérera un facteur de forme entre le capteur et la voûte céleste égal à F cc = 0,68. Calculer l'éclairement direct, l'éclairement diffus venant du ciel, l'éclairement diffus venant sol et l'éclairement global à la surface du panneau solaire.

3. Dans quel sens évoluerait cet éclairement si on augmentait l'inclinaison s ? Justifiez votre

réponse par un raisonnement.

4. Le panneau ne comporte pas de vitrage, mais une surface sélective ayant un coefficient

d'absorption pour le rayonnement solaire égal à S = 0,91 et une émissivité dans l'infrarouge moyen ir = 0,5. On rappelle que l'absorptivité est égale à l'émissivité dans chaque bande de longueur d'onde. La température ambiante est égale à T a = 35°C et on considérera que l'ensemble du milieu extérieur rayonne comme un corps noir à T e = 300K. La face arrière est suffisamment isolée pour qu'on puisse négliger les déperditi ons arrière. Le coefficient d'échange par convection en face avant sera pris égal à h = 15 W/m².K. Une certaine puissance utile Pu [W] est prélevée par un circuit caloporteur cheminant sous la face du panneau. Ecrire l'équation de bilan thermique. avec T m = (T a +T b )/2 la moyenne arithmétique des températures, à condition que ((T a -T b )/T m 2 soit petit devant 1.

6. Même si vous ne l'avez pas démontrée, utiliser la formule ci-dessus (question 5) pour

linéariser le bilan du capteur en

T = (T

c -T e ). En partant d'une valeur initiale de T c raisonnable pour calculer T m , déduisez -en par itérations une valeur approchée de T c pour une puissance P u

nulle. N'allez pas au-delà de 2 itérations, même si le calcul n'a pas convergé, à moins qu'il

vous reste beaucoup de temps.

7. Refaites le calcul de T

c pour une puissance utile égale à 1000 W. Que vaut alors le rendement global du capteur ?

8. Le capteur chauffe de l'eau qui entre à 50°C avec un débit égal à 2 L/mn et une masse

volumique de 988 kg/m 3 . A quelle température ressort cette eau ? Université Paris-Sud Orsay - Master PAM spécialité PIE 2

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PARTIE AEROGENERATION

- EXERCICES

Attention : Pensez-à travailler sur une copie séparée, pensez-bien à numéroter toutes vos copies.

NB : les trois exercices suivants sont indépendants.

1. Rappeler ce que l'on appelle le coefficient de puissance du rotor C

PR pour une éolienne. Quelle est sa limite supérieure pour une éolienne standard ? Quelle est la raison physique de cette limite ? Que faut-il modifier sur l'éolienne si on souhaite la dépasser ?

2. Le vent est supposé uniforme à la vitesse C

1 . On considère le tube de courant intercepté par le rotor d'aire A d'une éolienne à flux axial, et on se place dans le cadre de la théorie monodimensionnelle avec vitesse axiale seulement (suivant la direction x de l'axe du rotor). Si l'on souhaite, pour une application particulière, maximiser la poussée F x de l'air sur le rotor plutôt que la puissance, on peut considérer le coefficient de poussée défini par : a. Exprimer le coefficient C F à l'aide du coefficient de puissance du rotor C PR. b. En déduire l'expression de C F seulement à l'aide du facteur d'induction axiale a. c. Pour quelle valeur de a le coefficient C F (a) est-il maximal ? Que vaut alors C PR (a) ?quotesdbs_dbs4.pdfusesText_8

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1. Pompe à chaleur, choix d'un système de chauffage 1. Sur le diagramme, fourni en annexe, on a représenté le cycle d'une pompe à chaleur

Que vaut le COP du cycle

à 2,7

7,4 kW. Que vaut le COP global du système de chauffage ?

à gaz moyenne.

Commentez votre résultat.

énergétique

Besoin

énergétique

Consommation

Contenu CO

Émissions de

Chauffage

électrique à effet

10 000 10 000 500-600 5-6

Chaudière fioul 10 000 11 000 300 3,3

Chaudière gaz 10 000 10 500 234 2,4

Pompe à chaleur

électrique

10 000 4 000 500-600 2-2,4

Chaudière bois 10 000 14 000 13 0,2

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2. Insolation et production thermique d'un capteur plan

1. Que vaut la densité de flux extra-terrestre E

2. On suppose que la transmission de l'atmosphère pour le rayonnement direct vaut

3. Dans quel sens évoluerait cet éclairement si on augmentait l'inclinaison s ? Justifiez votre

4. Le panneau ne comporte pas de vitrage, mais une surface sélective ayant un coefficient

6. Même si vous ne l'avez pas démontrée, utiliser la formule ci-dessus (question 5) pour

T = (T

7. Refaites le calcul de T

8. Le capteur chauffe de l'eau qui entre à 50°C avec un débit égal à 2 L/mn et une masse

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PARTIE AEROGENERATION

1. Rappeler ce que l'on appelle le coefficient de puissance du rotor C

2. Le vent est supposé uniforme à la vitesse C