Devoir Maison no Thermodynamique

Yves Josse

Description

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.

• 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

Sujets

• Union européenne
• Climatisation

Informations

• Publié par: chaeh
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• Langue: Français

Extrait

o Devoir Maison n12 Thermodynamique

ProblÈme 1Climatisation d’une voiture La climatisation est dsormais prsente sur plus de 9 vhicules neufs sur 10. Les avantages de ce dispositif sont essentiellement un plus grand confort, un air moins humide et une vigilance accrue du conducteur grce Ā la fracheur de l’air de l’habitacle du vhicule. Elle est compose d’un circuit d’air puls par ventilateur et d’un circuit frigorifique constitu d’un compresseur, d’un condenseur, d’un dtendeur et d’un vaporateur, dans lesquels circule un fluide frigorigne. Le fluide utilis par la majorit des vhicules en circulation est le R134a, qui devrait tre interdit dans l’Union Europenne Ā partir de 2011 car c’est un gaz nocif et Ā effet de serre (1400 fois plus lev que celui duCO 2 ). Par ailleurs la climatisation augmente notablement la consommation de carburant et requiert un entretien srieux et rgulier ( fuites de fluide frigorigne, usure des joints,... ). Aprs l’tude du principe de fonctionnement d’une climatisation, le problme aborde certains aspects de sa conception ainsi que la surconsommation entrane par son fonctionnement. Pour indication, Ā −1 2400tr.mn, le moteur de la voiture dveloppe une puissance motrice de30kW. Dans tout le problme, la climatisation tudie assure le maintien d’une temprature de l’habitacle de ◦ ◦ la voiture gale Ā20Cpour une temprature de l’air extrieur gale Ā35C, grce Ā un dbit massique constantD m . On se rfrera Ā ces valeurs s’il en est besoin dans la suite du problme. On suppose que les conduites reliant les diffrents appareils sont parfaitement calorifuges et que la pression qui y rgne est constante. On nglige toutes les variations de vitesse du fluide et l’on raisonne sur1kgde fluide. On considre, sauf mention explicite de l’nonc, que le fluide thermodynamique a les mmes proprits qu’un gaz parfait lorsqu’il est sous forme de vapeur. Donnes numriques : −1−1 Fluide thermodynamiquer= 85J.K .kg Coefficient isentropiqueγ=cp/cv= 1,12 Basse pression3 bar Haute pression13 bar −1 Dbit massiqueD m = 0,15kg.s −1−1 Airc P air = 1005J.K .kg

A Principe A.1Sur UN schma de principe, identifier les diffrents transferts nergtiques Ā l’oeuvre dans le systme d’une climatisation entre les diffrents lments ci-dessous et les reprsenter au moyen d’une Fluide R134aSource chaude flche. A quel lment peut-on identifier l’air puls? Source froideCompresseur A.2? Au contact duquel ou desquels lmentsQuel est le rÔle du condenseur au sein du systme ci-dessus doit-il tre mis? A.3? Au contact duquel ou desquels lmentsQuel est le rÔle de l’vaporateur au sein du systme ci-dessus doit-il tre mis? A.4Le compresseur impose la haute pression. á quel type de transformation idale assimile-t-on frquemment la transformation subie par le fluide dans le compresseur? Pouvez-vous le justifier? Selon quelle loi volue la temprature du fluide lors d’une telle transformation? A.5Le dtendeur impose la basse pression. á quel type de transformation idale assimile-t-on fr- quemment la transformation subie par le fluide dans le dtendeur? Pouvez-vous le justifier?

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