Séance Q-R 17/06/15

dans le cas des graphes McCabe et THielde avec soutirage, les droites de travail inférieure croise la droite "de la partie intermédaire" au niveau de la droite d'alimentation mais est-ce que la droite de travail supérieure est sensée croisée la droite "de la partie intermédiaire" au niveau de la droite verticale, x=xs ?
et dans le cas Ponchon-Savary, hD et hR sont d'office sur la droite d'ébullition ? et xF est toujours sur la droite d'ébullition à l'interesction avec la droite liant (xD,h'D) et (xR, h'R) ?

Florence Lms a écrit:

Hannah Br a écrit:Séance 5 Exercice 2:
On a fait le bilan mfsolution (1-8,9/108,9) = mieau - mvap - mcristaux(MM10H2O/MMcristaux), pourqui on a utilisé (1-8,9/108,9) et pas 1-xf, avec xf = fraction molaire de cristaux (Na2SO4*10H2O) dans la solution? Pour le bilan sur le sel on utilise xf?

pour ce même exercice, je ne comprend pas cmt on calcule le xf ? ni pourquoi quand on fait le bilan sur Na2SO4 on a : xi (Na2SO4. 10H2O) . mi solution = xf mfsolution + mfNa2SO4.10H2O ? alors que le petit x est bien la fraction molaire de cristaux. Et pq xi est différent de 0 alors, il y a déjà des cristaux au départ ?

Peux-tu me confirmer qu'on avait choisi l'indice "i" pour "initiale" et l'indice "f" pour "finale"?

Si c'est bien le cas, alors :
xi est la fraction massique de Na2SO4.10H2O en solution, c'est à dire que xi*misolution correspond à la masse de cristaux qu'on obtiendrait si on cristallisait absolument tout le sel qui se trouve en solution dans la solution de départ.

De même, xf est la fraction massique de Na2SO4.10H2O en solution, c'est à dire que xf*mfsolution correspond à la masse de cristaux qu'on obtiendrait si on cristallisait absolument tout le sel qui se trouve en solution dans la solution finale.

Donc, le bilan se lit :
La masse de cristaux que j'aurais obtenus si j'avais pu cristalliser tout mon sel dissous = la masse de cristaux que j'obtiens réellement + la masse de cristaux que j'aurais obtenus si j'avais pu cristalliser ce qui est resté en solution à la fin

Aurélie Larcy a écrit:

Florence Lms a écrit:

Hannah Br a écrit:Séance 5 Exercice 2:
On a fait le bilan mfsolution (1-8,9/108,9) = mieau - mvap - mcristaux(MM10H2O/MMcristaux), pourqui on a utilisé (1-8,9/108,9) et pas 1-xf, avec xf = fraction molaire de cristaux (Na2SO4*10H2O) dans la solution? Pour le bilan sur le sel on utilise xf?

pour ce même exercice, je ne comprend pas cmt on calcule le xf ? ni pourquoi quand on fait le bilan sur Na2SO4 on a : xi (Na2SO4. 10H2O) . mi solution = xf mfsolution + mfNa2SO4.10H2O ? alors que le petit x est bien la fraction molaire de cristaux. Et pq xi est différent de 0 alors, il y a déjà des cristaux au départ ?

Peux-tu me confirmer qu'on avait choisi l'indice "i" pour "initiale" et l'indice "f" pour "finale"?

Si c'est bien le cas, alors :
xi est la fraction massique de Na2SO4.10H2O en solution, c'est à dire que xi*misolution correspond à la masse de cristaux qu'on obtiendrait si on cristallisait absolument tout le sel qui se trouve en solution dans la solution de départ.

De même, xf est la fraction massique de Na2SO4.10H2O en solution, c'est à dire que xf*mfsolution correspond à la masse de cristaux qu'on obtiendrait si on cristallisait absolument tout le sel qui se trouve en solution dans la solution finale.

Donc, le bilan se lit :
La masse de cristaux que j'aurais obtenus si j'avais pu cristalliser tout mon sel dissous = la masse de cristaux que j'obtiens réellement + la masse de cristaux que j'aurais obtenus si j'avais pu cristalliser ce qui est resté en solution à la fin

oui cest bien ça, merci beaucoup !

Florence Lms a écrit:

Hannah Br a écrit:Séance 5 Exercice 2:
On a fait le bilan mfsolution (1-8,9/108,9) = mieau - mvap - mcristaux(MM10H2O/MMcristaux), pourqui on a utilisé (1-8,9/108,9) et pas 1-xf, avec xf = fraction molaire de cristaux (Na2SO4*10H2O) dans la solution? Pour le bilan sur le sel on utilise xf?

pour ce même exercice, je ne comprend pas cmt on calcule le xf ? ni pourquoi quand on fait le bilan sur Na2SO4 on a : xi (Na2SO4. 10H2O) . mi solution = xf mfsolution + mfNa2SO4.10H2O ? alors que le petit x est bien la fraction molaire de cristaux. Et pq xi est différent de 0 alors, il y a déjà des cristaux au départ ?

Calcul de xf :

xf = masse de cristaux potentiels qu'on peut former (ou masse de sel dissous hydraté)/masse de solution

- le dénominateur vaudra 108.9 kg (ou plutôt 108900 g)
- le numérateur sera calculé en évaluant le nombre de moles de Na2SO4 présentes dans 108.9 kg de solution et en multipliant ce nombre de moles par la masse molaire de Na2SO4.10H2O
Autrement dit : le numérateur sera égal à (8.9 kg (ou 8900 g) / MM Na2SO4) * MM Na2SO4.10H2O

kilimandjaro a écrit:Dans l'exercice 3, séance 5 sur le séchage, quels sont les valeurs des réponses ?
La masse d’air sec nécessaire et sa teneur en humidité à la sortie du séchoir ?

Oups, je n'ai pas les valeurs avec moi. Est-ce que quelqu'un les a?
Sinon je vous les poste sans faute demain en fin de matinée dès que je suis au labo!

Badro a écrit:Microfluidique, exercice 3: montée capillaire.

On considère que pA' -pA = 2Gamma / R comme si c'était une sphère. On est pas dans le cas d'un cylindre?

La forme a prendre en considération pour calculer la différence de pression par la loi de Laplace est la forme de l'interface gaz-liquide. Ici, l'interface gaz liquide a bien la forme d'une partie de sphère (ce sont les rayons de courbure de l'interface qui comptent et ici on a bien deux rayons de courbure identiques car l'interface est courbé comme une sphère).

Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

Virginie a écrit:Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

pour moi, le L représente le pourtour de la plaque/périmètre pcq la tension surperficielle s'exerce tout autour, là où il y a du liquide donc pas besoin de multiplier par 2
et le Q c'est la chaleur transmise par la vapeur utilisée pour chauffer le liquide entrant jusqu'à sa température d'ébullition (puisqu'on veut évaporer en partie ce liquide) après pourquoi on utilise la T débullition et non pas la T d'entrée du liquide dans le delta T je ne sais pas

Virginie a écrit:Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

pour moi, le L représente le pourtour de la plaque/périmètre pcq la tension surperficielle s'exerce tout autour, là où il y a du liquide donc pas besoin de multiplier par 2
et le Q c'est la chaleur transmise par la vapeur utilisée pour chauffer le liquide entrant jusqu'à sa température d'ébullition (puisqu'on veut évaporer en partie ce liquide) après pourquoi on utilise la T débullition et non pas la T d'entrée du liquide dans le delta T je ne sais pas

Virginie a écrit:Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

pour moi, le L représente le pourtour de la plaque/périmètre pcq la tension surperficielle s'exerce tout autour, là où il y a du liquide donc pas besoin de multiplier par 2
et le Q c'est la chaleur transmise par la vapeur utilisée pour chauffer le liquide entrant jusqu'à sa température d'ébullition (puisqu'on veut évaporer en partie ce liquide) après pourquoi on utilise la T débullition et non pas la T d'entrée du liquide dans le delta T je ne sais pas

Florence Lms a écrit:dans le cas des graphes McCabe et THielde avec soutirage, les droites de travail inférieure croise la droite "de la partie intermédaire" au niveau de la droite d'alimentation mais est-ce que la droite de travail supérieure est sensée croisée la droite "de la partie intermédiaire" au niveau de la droite verticale, x=xs ?
et dans le cas Ponchon-Savary, hD et hR sont d'office sur la droite d'ébullition ? et xF est toujours sur la droite d'ébullition à l'interesction avec la droite liant (xD,h'D) et (xR, h'R) ?

Oui, les deux droites sup ont aussi un lieu d'intersection (qu'on pourrait appeler "droite de soutirage" par analogie avec la droite d'alimentation) et il se trouve que comme le soutirage est liquide à température d'ébullition, ce lieu d'intersection est une droite verticale d'équ x = xs

hD est l'enthalpie du distillat liquide à l'ébullition donc oui, il se trouve sur la courbe (et non droite ;-) ) d'ébulltion. hR est l'enthalpie du résidu liquide à température d'ébullition donc oui aussi, il se trouve sur la courbe d'ébullition. Par contre, le point correspondant à l'alimentation n'est pas forcément sur la courbe d'ébullition. Il l'est si l'alimentation est 100% liquide à température d'ébullition. Si l'alimentation est 100% vapeur à la température d'ébullition alors le point d'alimentation se trouve sur la courbe de rosée. Si c'est en partie vapeur et en partie liquide alors on est entre les deux courbes. Si c'est un liquide froid on est en-dessous de la courbe d'ébullition et si c'est une vapeur surchauffée on est au-dessus de la courbe de rosée.

En tout cas, le point F est bien toujours situé sur la droite joignant (xD, h'D) à (xR, h'R).

Florence Lms a écrit:

Virginie a écrit:Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

pour moi, le L représente le pourtour de la plaque/périmètre pcq la tension surperficielle s'exerce tout autour, là où il y a du liquide donc pas besoin de multiplier par 2
et le Q c'est la chaleur transmise par la vapeur utilisée pour chauffer le liquide entrant jusqu'à sa température d'ébullition (puisqu'on veut évaporer en partie ce liquide) après pourquoi on utilise la T débullition et non pas la T d'entrée du liquide dans le delta T je ne sais pas

oui c'est ça que je ne vois pas (niveau des températures à choisir)...

et donc pour 1)a) L comprends toute la surface de contact, de part et d'autre donc pas besoin de multiplier par 2 c'est ca?

c) il faut quand même multiplier la tension de surface par la circonférence de l'anneau qui vaut 2*pi*r non?

pour la dernière séance microfluidique exo 4c) pourquoi pour trouver le Lm on égalise le t de diffusion et le t de convection ?

Virginie a écrit:

Florence Lms a écrit:

Virginie a écrit:Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

pour moi, le L représente le pourtour de la plaque/périmètre pcq la tension surperficielle s'exerce tout autour, là où il y a du liquide donc pas besoin de multiplier par 2
et le Q c'est la chaleur transmise par la vapeur utilisée pour chauffer le liquide entrant jusqu'à sa température d'ébullition (puisqu'on veut évaporer en partie ce liquide) après pourquoi on utilise la T débullition et non pas la T d'entrée du liquide dans le delta T je ne sais pas

oui c'est ça que je ne vois pas (niveau des températures à choisir)...

et donc pour 1)a) L comprends toute la surface de contact, de part et d'autre donc pas besoin de multiplier par 2 c'est ca?

c) il faut quand même multiplier la tension de surface par la circonférence de l'anneau qui vaut 2*pi*r non?

c) L=2 pi R donc oui mais comme cest un anneau tu as 2L pour la longueur de contact et en fait on te donne la force capillaire mesurée = F-P =23mN => tension superficielle = F/2L

A part la determination graphique, y a-y-t-il un autre moyen pour déterminer L'min ? Une formule, ou autre chose ?

Virginie a écrit:Bonjour,
j'ai deux questions concernant le premier TP de microfluidique et une question concernant le 6ème TP.

Microfluidique : Question 1, la tension superficielle.

a) je ne comprends pas pourquoi on dit que F = P + L*gama*cosTeta
Pourquoi pas F = P + 2*L*gama*cosTeta puisqu'il y a deux méniques, de part et d'autre de la plaque?

c) j'ai un problème analogue avec la sous-question c : on demande de calculer la tension de surface si F = 23mN
or F = gama*2*pi*r ? j'obtiens donc une valeur de 146mN/m (2 fois plus que ce qu'on a obtenu au TP : 73mN/m) et je ne comprends pas ou est l'erreur?

Séance numéro 6 : Evaporateur simple effet (exercice 3).

Je ne comprends pas bien dans cet exercice ce que représente Q exactement? Dans son expression Q = U*Surface d'échange*delta T, pourquoi définissons nous delta T = (Température de la vapeur - Température de sortie) = (158,84-81,35)? Pourquoi utiliser la température de sortie de 81,35 alors que la solution entre à 50°C et doit être réchauffée jusque 81,35°?

Un grand merci!

a) Je confirme la réponse de Florence pour la première question : L est déjà le pourtour entier de la plaque.

c) La forme est cette fois un anneau dont on nous donne le rayon r. Nous avons donc 2 lignes de contact à prendre en compte : l'une à l'extérieur de l'anneau et l'autre à l'intérieur de l'anneau. Comme l'épaisseur de l'anneau est beaucoup plus petite que la valeur du rayon de l'anneau, on peut considérer que la ligne de contact externe et la ligne de contact interne ont les mêmes longueurs. Il y a donc bien un facteur 2 à ajouter.

Séance 6 : La solution à concentrer entre dans l'évaporateur avec une température de 50°C. Comme l'intérieur de l'évaporateur est parfaitement mélangé et qu'on fonctionne en continu (pas de variations de température au cours du temps), la solution qui entre est instantanément portée à la température de 81°C qui correspond à la température d'ébullition de la solution à la pression qui règne dans l'évaporateur; c'est donc la température qui règne à l'intérieur de l'évaporateur et c'est donc aussi la température du liquide et de la vapeur qui sortent de l'évaporateur.
Q est la chaleur qui émane de l'échangeur de chaleur. Cet apport d'énergie sert d'une part à élever la température de l'alimentation (débit entrant) jusqu'à la température d'ébullition mais aussi à évaporer une partie de l'eau (produire la vapeur qui sort de l'évaporateur).
Q est directement proportionnel à la surface d'échangeur, au coefficient de transfert et à la différence de température entre l'intérieur de l'échangeur (vapeur de chauffe) et l'extérieur de l'échangeur (c'est-à-dire l'intérieur de l'évaporateur, qui est à 81°C).

Je réponds aux deux dernières questions puis je vais devoir vous quitter. Je vous souhaite déjà une bonne fin de session!

Florence Lms a écrit:pour la dernière séance microfluidique exo 4c) pourquoi pour trouver le Lm on égalise le t de diffusion et le t de convection ?

On cherche à connaître la longueur de mélange, c'est-à-dire la distance minimale (le long du canal) pour qu'il y ait eu diffusion d'un des fluide sur toute la largeur du canal. Le fluide parcours Lm (le long du canal) par convection en un temps t qu'on peut calculer (Lm/vitesse). Donc, ce temps t doit correspondre au t nécessaire pour qu'un fluide ait complètement diffusé sur toute la largeur du canal (mélange complet des deux fluides), c'est-à-dire au temps de diffusion. C'est ainsi qu'on trouve la valeur de Lm (la distance nécessaire pour que le mélange total soit réalisé).

kilimandjaro a écrit:A part la determination graphique, y a-y-t-il un autre moyen pour déterminer L'min ? Une formule, ou autre chose ?

Oui, slide 32 du chapitre sur l'absorption :

Dans le cas de l'épuration d'un gaz par absorption d'un polluant dans un liquide, on connaît toujours les teneurs en polluant pour le liquide entrant (généralement 0) et pour le gaz entrant. On connaît également la teneur en polluant que l'on souhaite avoir dans le gaz sortant.
Lors de son parcours dans la colonne (généralement à contre-courant du gaz), le liquide va s'enrichir en polluant. Plus le débit de liquide est élevé, moins ce liquide sera concentré en polluant à sa sortie de la colonne. Au contraire, si on diminue le débit de liquide, pour une même quantité totale de polluant absorbée, la concentration du liquide en polluant à sa sortie de la colonne sera plus élevée. Quelle est la valeur minimum de débit de liquide qu'on peut utiliser? Il faut se demander quelle est la valeur maximale de concentration en polluant qu'il est possible d'obtenir dans le liquide en sortie de colonne. La réponse est : la valeur qui correspond à l'équilibre entre le gaz et le liquide à l'endroit où le liquide sort de la colonne (slide 30).
En réalisant les bilans on obtient la valeur du débit minimum de liquide lorsque le débit de gaz est connu et que les teneurs en entrée sont connues et la teneur souhaité pour le gaz en sortie est connue.