Examen de Cryogénique [PDF]

Zitiervorschau

USTO.MB/FC/GP/L3/ 2019-2020 Examen de synthèse S2 L3-GP- Procédés cryogéniques

Nom Benali

prénom Mohamed el Hadi

Gr 322

I- Questions de cours A- Donner une définition simple (en 2 à 3 mots) des termes suivants

1- Cryogénie : étude pour comprendre les phénomènes physiques 2- Supraconductivité phénomène caractérisé par l’absence de résistance électrique 3- Superfluidité état de la matière 4- Vide technique maintenir des pressions à inferieur à pression atmosphérique 5- Vide industriel première 10^5 - 10^2 pa 6- CNTP conditions normales de température et de pression 7- Gaz homogène et isotrope nombre de molécules est grand 8- Collision élastique choc entre 2 corps 9- F(v) fonction de distillation des vites 10- vp vitesse la peu probabli 11- vm vitesse arithmétique moyenne 12- vq vitesse quadratique moyenne 13- libre parcours moyen distance ente 2 collision 14- Section d’interaction efficace  grandeur physique reliée à la probabilité d'interaction d'une particule 14- Conductance rapport entre flux gazeux et la différence de pression 16- Dans le vide, le régime d’écoulement et définit par le nombre de knudsen 17- Régime laminaire, vide faible Kn0.5 19- Régime de Knudsen vide moyen 0.01< Kn 0 : la température du fluide augmente 24- μJT = 0 la température du fluide est constante 25- Température d’inversion maximale la température au point ou’ la courbe d’inversion l’ordonné p=0 26- Les hydrocarbures Halogénés font désormais L’objet d’interdiction totale En raisons de : 1- CFC 2-HCE 3-HFC B- Expliquer l’influence de la température et de la masse sur la distribution des vitesses de Maxwell-Boltzmann sans donner les schémas. Influence de la température ( T) Influence de la masse (m) 1-température augement donc vitesse augement et énergie cinétique augement 2- température augement donc les s’élargissent et deviennent plate

1- énergie cinétique diminue ou vitesse diminue donc masse augement 2- énergie cinétique augement ou vitesse augement donc masse diminue

C- Classer les fluides frigorigènes cités ci-dessous selon leurs degrés d’inflammabilités.

R717 , R290 et R134a

R22 , R12 et R600a

R717-R290-R134a

R600a-R12-R22

D- Dans le cycle idéal de liquéfaction (cycle de Linde), la pression requise à la température Ambiante (point 1), pour assurer que le gaz passant à travers le détendeur soit liquéfié (point f),

Est extrêmement élevée, de l'ordre de 70000 MPa (point 2), pour l'azote. Est-ce que cette Compression est réalisable? Justifier votre réponse ? 1- Non car la pression elle trop élevé >>> 7000Mpa impossible de faire une pression avec cette valeur 2- il n'existe aucun compresseur pouvant produire cette pression E- Pourquoi la détente réversible et isentropique (2→f) dans la turbine n'est pas pratique ? 1- la pression finale au point f est égale à la pression finale au point 1 F- Quel est le dispositif introduit dans les liquéfacteurs de plus grande échelle servant à détendre un Grand pourcentage du gaz pressurisé ? Justifier votre réponse 1-refroidisseur 2-effectue une détente isontalpique souvent appelé Joule-Thomson cela consiste à détente le gaz à travers un orifice.si cette détente s’effectue au dessous de la températured’inversion.elle s’accompagne d’un refiodossement du gaz II- Applications Exercice n°1 (a) Quelle est l'énergie cinétique moyenne d'une molécule de gaz à 20 o C? (b) Trouver la vitesse quadratique moyenne vq = vrms d'une molécule d'azote N2 à cette température. Données : M(Azote)=14, 0067 x 10-3 kg/mol. 1-Calcul l'énergie cinétique moyenne On a E cinet=3/2*(kb *T) Kb=1.381*10^-23 E cinet=3/2*(1.381*10^-23 *(20+273)) E cinet=6.06*10^-21 J 2-calcul la vitesse quadratique moyenne On a Vq=158√(T/M) Vq=158√(293/2*14.0069*10^-3) Vq=15614.5 m/s