Dimensionnement des systèmes industriels

Choix et dimensionnement des moteurs électriques (29 Exercices)
- 1
  Une station de pompage pour une industrie agro-alimentaire utilise une pompe centrifuge entraînée par un moteur électrique pour acheminer de l'eau de refroidissement. Le débit volumique requis est $Q = 250$ m³/h sous une hauteur manométrique totale (HMT) de $H = 35$ m. La masse volumique de l'eau est $\rho = 1000$ kg/m³. Le rendement de la pompe est $\eta_p = 0{,}78$ et celui du moteur $\eta_m = 0{,}92$ . Le facteur de puissance du moteur est $\cos(\varphi) = 0{,}87$ . La pompe fonctionne $16$ heures par jour avec un profil de charge variable : $100\%$ de charge pendant $8$ h, $75\%$ pendant $6$ h, et $50\%$ pendant $2$ h. Le réseau...→
- 2
  Une usine métallurgique dispose d'un four électrique à arc de puissance $P_{four} = 10$ MVA pour la fusion de ferraille. Le four fonctionne en triphasé 10 kV / 50 Hz avec un facteur de puissance moyen $\cos(\varphi_{moy}) = 0{,}75$ (inductif). Le transformateur d'alimentation a un rapport $33$ kV / $10$ kV, puissance nominale $S_n = 12$ MVA, tension de court-circuit $u_{cc} = 6\%$ , et pertes cuivre $P_{cu} = 80$ kW. Le cycle de fusion comprend trois phases : fusion ( $P_1 = 10$ MVA, $t_1 = 45$ min, $\cos(\varphi_1) = 0{,}70$ ), affinage ( $P_2 = 6$ MVA, $t_2 = 20$ min, $\cos(\varphi_2) = 0{,}80$ ), et coulée ( $P_3 = 2$ MVA, $t_3 = 15$ min, $\cos(\varphi_3) = 0{,}85$ ). Le temps total de cycle est...→
- 3
  Exercice 1 : Système d'élevateur dans un immeuble commercial Contexte : Une entreprise souhaite installer un système d'élevateur de charge dans un immeuble de 12 étages. Le cahier des charges définit les paramètres suivants : Charge utile maximale : $Q = 2500 \, \text{kg}$ Hauteur totale de levage : $H = 45 \, \text{m}$ Vitesse nominale de montée : $v_n = 1.2 \, \text{m/s}$ Rendement global du système (poulies, réducteur, câbles) : $\eta_{global} = 0.85$ Accélération souhaitée au démarrage : $a = 0.5 \, \text{m/s}^2$ Masse de la cabine vide : $m_{cabine} = 1200 \, \text{kg}$ Coefficient de frottement des guides : $f = 0.08$ Durée du cycle montée-descente : $t_{cycle} = 60 \, \text{s}$ Accélération gravitationnelle : $g = 9.81 \, \text{m/s}^2$ Questions : Question 1 : Calculer la puissance mécanique...→
- 4
  Exercice 2 : Système de compression d'air pour chaîne de production Contexte : Une usine agroalimentaire nécessite un système de compression d'air comprimé pour le fonctionnement de ses équipements pneumatiques. Un compresseur centrifuge multi-étages est sélectionné avec les spécifications suivantes : Débit d'air aspiré à conditions standard : $Q_v = 850 \, \text{m}^3/\text{h}$ Pression d'entrée (atmosphérique) : $P_1 = 101.3 \, \text{kPa}$ Pression de sortie désirée : $P_2 = 850 \, \text{kPa}$ Température d'entrée : $T_1 = 288 \, \text{K} \, (15°C)$ Rendement isentropique du compresseur : $\eta_s = 0.78$ Rendement mécanique du réducteur : $\eta_{réducteur} = 0.92$ Rendement du moteur électrique : $\eta_{moteur} = 0.89$ Indice adiabatique de l'air : $\gamma = 1.4$ Constante spécifique de l'air : $R = 287 \, \text{J/(kg·K)}$ Masse volumique de l'air à l'entrée...→
- 5
  Exercice 3 : Système de pompage multi-étages pour refroidissement d'usine métallurgique Contexte : Une usine métallurgique disposant de hauts-fourneaux nécessite un système de refroidissement utilisant une pompe centrifuge multi-étages. Le circuit comprend une alimentation depuis un réservoir de source d'eau brute et un retour avec échange thermique. Paramètres du système : Débit volumétrique requis : $Q = 450 \, \text{m}^3/\text{h}$ Hauteur manométrique totale nécessaire : $H_{géo} = 28 \, \text{m}$ Perte de charge dans les tuyauteries (aller-retour) : $\Delta H_{charges} = 12 \, \text{m}$ Hauteur manométrique totale de la pompe : $H_{man} = H_{géo} + \Delta H_{charges} = 40 \, \text{m}$ Densité du fluide (eau à 35°C) : $\rho = 994 \, \text{kg/m}^3$ Rendement de la pompe : $\eta_{pompe} = 0.76$ Rendement du réducteur : $\eta_{réducteur} = 0.90$ Rendement du...→
- 6
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un Moteur pour Élévateur Industriel Un élévateur de charge doit soulever une cabine et sa charge utile maximale. L'analyse du cycle de fonctionnement et des contraintes mécaniques est essentielle pour le choix du moteur électrique approprié. Données du système : Masse de la cabine : $M_{cab} = 1200\,\text{kg}$ Charge utile maximale : $M_{charge} = 2400\,\text{kg}$ Vitesse nominale de montée : $v_n = 2\,\text{m/s}$ Vitesse maximale de montée (crête) : $v_{max} = 2.5\,\text{m/s}$ Accélération lors du démarrage : $a = 0.5\,\text{m/s}^2$ Rendement du système poulie-câble : $\eta_{meca} = 0.85$ Coefficient de frottement des guidages : $\mu = 0.05$ Rayon de la poulie motrice : $R_{poulie} = 0.15\,\text{m}$ Accélération gravitationnelle : $g = 9.81\,\text{m/s}^2$ Facteur de...→
- 7
  Exercice 2 : Dimensionnement d'un Moteur pour Compresseur Alternatif Industriel Un compresseur d'air alternatif doit fournir un débit d'air comprimé à une pression élevée. Le cycle de compression impose une variation de charge importante. On doit dimensionner le moteur en tenant compte des pics de couple et de l'accumulation de chaleur. Données du système : Type de compresseur : Bielle-manivelle, monocylindre Cylindrée : $V_c = 500\,\text{cm}^3 = 5 \times 10^{-4}\,\text{m}^3$ Vitesse de rotation nominale : $N_n = 1500\,\text{rpm}$ Pression de refoulement : $p_{ref} = 10\,\text{bar} = 10^6\,\text{Pa}$ Pression d'aspiration : $p_{asp} = 1\,\text{bar} = 10^5\,\text{Pa}$ Rendement isentrope : $\eta_{is} = 0.75$ Température d'aspiration : $T_{asp} = 293\,\text{K (20°C)}$ Rapport $\gamma = C_p/C_v = 1.4$ (air) Coefficient volumétrique : $\eta_v = 0.85$ Rendement mécanique : $\eta_{mec} = 0.90$ Facteur de...→
- 8
  Exercice 3 : Dimensionnement d'un Moteur pour Pompe Centrifuge en Station de Forage de Pétrole Une station de forage doit extraire de l'eau de puits profonds pour l'alimentation en eau de refroidissement et pour les opérations de forage. Une pompe centrifuge doit assurer un débit fiable à une hauteur de refoulement variable. On dimensionne le moteur en tenant compte des variations de charge et de la cavitation. Données du système : Débit volumétrique requis : $Q = 100\,\text{m}^3/\text{h} = 0.0278\,\text{m}^3/\text{s}$ Hauteur de refoulement : $H = 150\,\text{m}$ Profondeur du puits : $h_{puits} = 120\,\text{m}$ Fluide : eau, masse volumique $\rho = 1000\,\text{kg/m}^3$ Viscosité cinématique : $\nu = 1\,\text{cSt} = 10^{-6}\,\text{m}^2/\text{s}$ Accélération gravitationnelle : $g = 9.81\,\text{m/s}^2$...→
- 9
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un moteur pour monte-charge industriel Une installation de monte-charge destinée à lever des matériaux dans une usine doit être dimensionnée. Les caractéristiques de la charge et du système sont : Charge utile maximale : $M = 2000 \text{ kg}$ Masse du système de guidage et poulies : $m_{sys} = 300 \text{ kg}$ Vitesse nominale de levage : $v = 0.5 \text{ m/s}$ Accélération désirée : $a = 0.1 \text{ m/s}^2$ Rendement global de transmission : $\eta_{trans} = 0.85$ Coefficient de frottement des guides : $\mu = 0.05$ Accélération gravitationnelle : $g = 9.81 \text{ m/s}^2$ Tension dans le câble (rapport de sécurité) : $k_s = 1.3$ Question 1 : Calculer la force totale requise lors du levage $F_{tot}$ en tenant compte de...→
- 10
  Exercice 2 : Dimensionnement d'un moteur pour compresseur d'air centrifuge Un compresseur d'air centrifuge destiné à une installation industrielle doit être dimensionné. Les caractéristiques du système sont : Débit volumétrique requis : $Q = 1200 \text{ m}^3/\text{h}$ Pression d'entrée : $P_1 = 101.325 \text{ kPa (atmosphérique)}$ Pression de sortie : $P_2 = 500 \text{ kPa}$ Ratio de compression : $r = P_2/P_1$ Rendement isentropique du compresseur : $\eta_{is} = 0.82$ Rendement mécanique de transmission : $\eta_{trans} = 0.95$ Température d'entrée : $T_1 = 20 °\text{C} = 293 \text{ K}$ Indice polytropique de l'air : $\gamma = 1.4$ Constante spécifique de l'air : $R = 287 \text{ J/(kg·K)}$ Vitesse moteur nominale : $n = 3000 \text{ tr/min}$ Question 1 : Calculer la température isentropique théorique en sortie $T_{2,is}$ , la température réelle en sortie $T_2$ , et...→
- 11
  Exercice 3 : Dimensionnement d'un moteur pour ventilateur centrifuge en industrie agro-alimentaire Une installation de ventilation dans une usine agro-alimentaire utilise un ventilateur centrifuge pour assurer le refroidissement et la circulation d'air. Les caractéristiques du système sont : Débit d'air nominal : $Q = 5000 \text{ m}^3/\text{h}$ Densité de l'air : $\rho = 1.2 \text{ kg/m}^3$ Pression totale développée par le ventilateur : $\Delta P = 800 \text{ Pa}$ Rendement global du ventilateur : $\eta_{vent} = 0.78$ Rendement mécanique de transmission (courroies) : $\eta_{trans} = 0.92$ Vitesse nominale du moteur : $n = 2800 \text{ tr/min}$ Facteur de sécurité : $k_s = 1.15$ Coefficient de correction pour conditions d'altitude : $k_{alt} = 0.95$ Tension réseau triphasée : $U = 400 \text{ V}$ Facteur de puissance : $\cos\varphi = 0.87$ Question 1...→
- 12
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un Moteur pour Élévateur - Calcul de la Puissance, Couple et Sélection du Moteur Une entreprise de bâtiment doit installer un élévateur (monte-charge) pour transporter des matériaux de construction sur un chantier. Les spécifications fonctionnelles et les contraintes de sécurité imposent un dimensionnement rigoureux du moteur électrique. Charge nominale à élever : $m = 2500 \, \text{kg}$ Vitesse de remontée : $v = 1 \, \text{m/s}$ Diamètre de la poulie de traction : $D = 400 \, \text{mm}$ Rendement du système mécanique (câbles, poulies, réducteur) : $\eta_{mec} = 0,85$ Accélération à démarrage : $a = 0,2 \, \text{m/s}^2$ (limité pour le confort et la sécurité) Facteur de sécurité pour surcharges transitoires : $k_{sur} = 1,5$ Rendement...→
- 13
  Exercice 2 : Dimensionnement d'une Pompe Centrifuge - Sélection du Moteur pour Application Industrielle Une usine agro-alimentaire doit installer une pompe centrifuge pour l'évacuation d'eaux usées vers une station de traitement. La pompe doit fonctionner en régime continu. L'étude du dimensionnement nécessite l'analyse des besoins hydrauliques et du moteur approprié. Débit volumique requis : $Q = 100 \, \text{m}^3/\text{h}$ Hauteur de refoulement : $H = 25 \, \text{m}$ Densité du fluide transporté : $\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3$ Accélération gravitationnelle : $g = 10 \, \text{m/s}^2$ Rendement de la pompe centrifuge : $\eta_{pompe} = 0,78$ Rendement de la transmission mécanique (accouplements, paliers) : $\eta_{trans} = 0,95$ Rendement du moteur électrique sélectionné : $\eta_{mot} = 0,89$ Vitesse de rotation nominale du moteur :...→
- 14
  Exercice 3 : Dimensionnement d'un Moteur pour Compresseur d'Air Industriel - Analyse Énergétique et Coûts d'Exploitation Une station de forage pétrolier doit installer un compresseur d'air pour alimenter les outils pneumatiques et les équipements de contrôle. L'étude demande un dimensionnement complet du moteur avec analyse des coûts d'exploitation long terme. Débit d'air requis : $D = 500 \, \text{m}^3/\text{h}$ (conditions atmosphériques normales) Pression de refoulement : $P_{ref} = 10 \, \text{bar}$ Pression atmosphérique : $P_{atm} = 1 \, \text{bar}$ Rendement du compresseur (isentrope) : $\eta_{comp} = 0,75$ Indice polytropique de l'air : $\gamma = 1,4$ Constante de l'air : $R = 287 \, \text{J/(kg·K)}$ Température d'entrée : $T_0 = 293 \, \text{K} (20 \, °\text{C})$ Masse volumique de l'air à l'entrée : $\rho_0 = 1,2 \, \text{kg/m}^3$ Rendement de la transmission...→
- 15
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un moteur asynchrone triphasé pour un système de monte-charge industriel Une installation de monte-charge doit soulever une charge de $m = 2500$ kg à une hauteur $h = 30$ m en un temps $t = 120$ s. Le système utilise un tambour d'enroulement de diamètre $d = 0.8$ m accouplé directement à un moteur asynchrone triphasé. Les paramètres de fonctionnement sont : Accélération phase 1 (0 à 20 s) : mouvement accéléré uniformément Phase 2 (20 à 100 s) : mouvement à vitesse constante Phase 3 (100 à 120 s) : décélération uniformément jusqu'à l'arrêt Rendement global du système mécanique (réducteur + transmission) :...→
- 16
  Exercice 2 : Dimensionnement d'un moteur électrique pour compresseur rotatif d'air comprimé en installation industrielle Une usine de fabrication de pièces pneumatiques nécessite un compresseur d'air capable de fournir un débit d'air comprimé de $Q = 150$ m³/h à une pression de $P = 8$ bar. Le compresseur est un compresseur rotatif à vis entraîné par un moteur électrique asynchrone triphasé. Les caractéristiques du système sont : Débit volumique requis : $Q = 150$ m³/h = 0.0417 $ m³/s Pression de refoulement : $ P_{ref} = 8 $ bar = $ 8 \times 10^5 $ Pa Pression d'admission (atmosphérique) : $ P_{atm} = 1 $ bar = 10^5$ Pa Température ambiante : $T_0 = 20°C$ ( $T = 293$ K) Humidité relative : $HR = 60\%$ Facteur polytropique de compression...→
- 17
  Exercice 3 : Dimensionnement d'un moteur d'entraînement pour pompe centrifuge en station de forage pétrolier offshore Une station de forage pétrolier offshore utilise une pompe centrifuge pour transférer le pétrole brut du puits vers les réservoirs de stockage. La pompe est entraînée par un moteur électrique asynchrone triphasé situé sur une plateforme. Les conditions de fonctionnement sont : Débit volumique requis : $Q = 200$ m³/h Hauteur manométrique totale : $H = 80$ m Masse volumique du pétrole brut : $\rho = 850$ kg/m³ Viscosité cinématique : $\nu = 25 \times 10^{-6}$ m²/s Accélération de la pesanteur : $g = 9.81$ m/s² Rendement hydraulique de la pompe : $\eta_h = 0.82$ Rendement volumétrique de...→
- 18
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un moteur pour monte-charge d'hôpital Un monte-charge doit élever une charge utile de $m_{charge} = 2000 \text{ kg}$ (lits de patients) à une hauteur $h = 15 \text{ m}$ en $t_{montée} = 30 \text{ s}$ . Le système comprend un moteur électrique actionnant un tambour de diamètre $D_{tambour} = 0.8 \text{ m}$ via un réducteur. La masse propre de la cabine et du mécanisme est $m_{cabine} = 1500 \text{ kg}$ . Les frottements mécaniques représentent une force $F_{friction} = 5 \text{ kN}$ . On considère un rendement global du système $\eta_{global} = 0.85$ et un coefficient de sécurité $k_s = 1.3$ . Question 1 : Calculez la puissance mécanique requise $P_{mec}$ pour le cycle de montée (charge + cabine + frottement), puis la puissance...→
- 19
  Exercice 3 : Dimensionnement d'un four électrique résistif pour industrie agro-alimentaire Un four de séchage pour industrie agro-alimentaire doit chauffer une charge utile de $m_{charge} = 1000 \text{ kg}$ (grain humide) de la température initiale $T_i = 20°\text{C}$ à la température finale $T_f = 120°\text{C}$ en $t_{chauffage} = 4 \text{ heures}$ . La chaleur massique moyenne du grain est $c = 1.8 \text{ kJ/(kg·K)}$ , et les pertes thermiques par rayonnement et conduction représentent $\Phi_{perte} = 15 \text{ kW}$ (constante). Les résistances chauffantes sont en alliage nichrome avec une résistivité $\rho = 1 \times 10^{-6} \text{ Ω·m}$ , un diamètre $d = 3 \text{ mm}$ , et une longueur $\ell = 50 \text{ m}$ . La tension d'alimentation triphasée est $V = 400 \text{ V}$ . Question 1 : Calculez l'énergie thermique requise pour chauffer la charge $Q_{charge}$ ,...→
- 20
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un Moteur Asynchrone pour Élévateur de Charge - Calcul de la Puissance et Sélection Une entreprise de construction doit installer un système d'élévateur de charge pour un chantier. Le système comprend : Charge totale à élever : $m = 5000 \text{ kg}$ Hauteur maximale : $H = 80 \text{ m}$ Vitesse d'élévation : $v = 2 \text{ m/s}$ Rendement du système mécanique (poulies, câbles) : $\eta_{mech} = 0.85$ Rendement du moteur asynchrone : $\eta_{motor} = 0.92$ Facteur de service (duty cycle) : $S_f = 1.15$ (démarrages fréquents) Accélération admise : $a = 0.5 \text{ m/s}^2$ Tension disponible : $U = 400 \text{ V (tri-phasé)}$ Fréquence réseau : $f = 50 \text{ Hz}$ Facteur de puissance visé : $\cos\varphi = 0.85$ Contexte physique : L'élévateur doit supporter une charge importante...→
- 21
  Exercice 2 : Dimensionnement d'un Compresseur Centrifuge Industriel - Calcul de Puissance et Point de Fonctionnement Une usine doit installer un compresseur centrifuge pour alimenter en air comprimé les outils pneumatiques et les processus industriels. Le système comprend : Débit d'air requis : $Q = 500 \text{ m}^3/\text{h}$ (conditions normales) Pression d'air en sortie : $P_{out} = 8 \text{ bar} (0.8 \text{ MPa})$ Pression atmosphérique d'aspiration : $P_{in} = 1 \text{ bar}$ Température de l'air : $T = 25 \text{ °C} = 298 \text{ K}$ Rendement isentropique du compresseur : $\eta_s = 0.80$ Rendement mécanique : $\eta_{mech} = 0.95$ Coefficient d'air (indice polytropique) : $\gamma = 1.4$ Constante gaz (air) : $R = 287 \text{ J/(kg·K)}$ Facteur de sécurité : $f_s = 1.2$ Contexte physique : Un compresseur centrifuge comprime l'air d'une pression basse à...→
- 22
  Exercice 1 : Dimensionnement d'un système de levage - Ascenseur et monte-charge industriel Un monte-charge industriel doit transporter une charge maximale $m_c = 5000 \text{ kg}$ à une hauteur $h = 30 \text{ m}$ en un temps $t_m = 60 \text{ s}$ . Le système dispose d'une poulie de diamètre $d_p = 0.8 \text{ m}$ , d'une masse des éléments mobiles $m_m = 1500 \text{ kg}$ , d'un coefficient de frottement des paliers $\mu_f = 0.05$ , et d'une accélération requise $a = 0.5 \text{ m/s}^2$ . Question 1 : Calculez la force totale nécessaire au levage en régime permanent et en phase d'accélération. Déterminez la puissance mécanique requise à la sortie du moteur et la vitesse de rotation de la poulie. Question 2 : En...→
- 23
  Exercice 2 : Dimensionnement d'un système de pompage centrifuge pour irrigation agricole Une pompe centrifuge doit fournir un débit $Q = 150 \text{ m}^3\text{/h}$ avec une hauteur de refoulement $H = 45 \text{ m}$ , alimentée par un moteur asynchrone triphasé. La densité du liquide est $\rho = 1000 \text{ kg/m}^3$ , l'accélération gravitationnelle $g = 9.81 \text{ m/s}^2$ , rendement de la pompe $\eta_p = 0.78$ , rendement du moteur $\eta_m = 0.85$ , tension d'alimentation $U = 400 \text{ V}$ triphasé, $\cos\varphi = 0.82$ , fréquence $f = 50 \text{ Hz}$ . Question 1 : Calculez la puissance hydraulique utile de la pompe, la hauteur manométrique totale effective en tenant compte des pertes de charge en tuyauterie (perte linéaire $\Delta H_\text{lin} = 3.5 \text{ m}$ et singularités $\Delta H_\text{sing} = 2 \text{ m}$ ), puis déduisez la puissance...→
- 24
  Exercice 3 : Dimensionnement d'un four électrique par résistance pour industrie métallurgique Un four électrique de traitement thermique doit chauffer $m = 200 \text{ kg}$ de matière (acier) de la température initiale $\theta_1 = 20 \text{ °C}$ à la température finale $\theta_2 = 1200 \text{ °C}$ en un temps $t = 3 \text{ h} = 10800 \text{ s}$ . La chaleur massique de l'acier est $c = 460 \text{ J/(kg·K)}$ , les pertes thermiques représentent $p = 15\%$ de l'énergie fournie, l'isolation a une résistance thermique $R_\text{th} = 0.08 \text{ K/W}$ . Question 1 : Calculez l'énergie thermique nécessaire pour élever la température de la matière, les pertes thermiques totales, et la puissance thermique moyenne requise du four. Question 2 : En supposant une efficacité des résistances électriques $\eta_r = 0.96$ et...→
- 25
  Sélection et dimensionnement d'un moteur électrique pour système de levage Un monte-charge industriel doit soulever une charge utile $m = 2500 \, \text{kg}$ à une vitesse constante $v = 0.5 \, \text{m/s}$ . Le système utilise un tambour de diamètre $D_{tambour} = 0.4 \, \text{m}$ et un réducteur de vitesse avec rapport de réduction $r = 20$ . L'accélération doit être réalisée en $t_{acc} = 5 \, \text{s}$ depuis l'arrêt jusqu'à la vitesse nominale. Les pertes de frottement et de résistance sont estimées à $20\%$ de la charge. Le facteur de sécurité est $f_s = 1.3$ . Le moteur sélectionné est un moteur asynchrone triphasé $400 \, \text{V} - 50 \, \text{Hz}$ avec rendement $\eta_m = 0.88$ , et le réducteur a un rendement $\eta_r = 0.92$ . Question 1...→
- 26
  Sélection d'un moteur électrique pour système de compression d'air Un compresseur d'air centrifuge utilisé dans une station de forage pétrolier doit fournir un débit volumique $Q = 150 \, \text{m}^3/\text{h}$ à une pression de refoulement $P_2 = 8 \, \text{bar}$ (pression d'entrée $P_1 = 1 \, \text{bar}$ ). Le compresseur est couplé au moteur par une transmission par courroie avec rendement $\eta_{courroie} = 0.95$ . Les caractéristiques du compresseur sont : coefficient isentropique $\gamma = 1.4$ , rendement isentropique $\eta_s = 0.78$ , et rendement mécanique $\eta_{mec} = 0.92$ . Le moteur électrique asynchrone triphasé $400 \, \text{V} - 50 \, \text{Hz}$ a un rendement $\eta_m = 0.91$ et fonctionne avec un glissement $s = 0.03$ . Question 1 : Calculez la puissance isentropique requise par le compresseur (travail théorique...→
- 27
  Sélection d'un moteur électrique pour broyeur de minerai avec système de démarrage progressif Un broyeur industrial pour traitement de minerai doit délivrer une puissance mécanique $P_{mec} = 45 \, \text{kW}$ pour broyer des pierres et minerais. Le système fonctionne en continu $24/24$ heures. Le moteur asynchrone triphasé $400 \, \text{V} - 50 \, \text{Hz}$ a un rendement $\eta_m = 0.90$ , avec $4$ pôles et glissement nominal $s = 0.05$ . Un démarreur progressif électronique (soft-starter) limite le courant de démarrage à $3 \times I_{nominal}$ et allonge le temps de démarrage à $t_{dem} = 30 \, \text{s}$ . Durant le démarrage, la tension est réduite progressivement de 20% à 100% de sa valeur nominale. Question 1 : Calculez la puissance...→
- 28
  Une station de forage pétrolier doit dimensionner un système de pompage pour extraire le pétrole brut jusqu'à la surface. La profondeur du puits est $h = 500 \text{ m}$ , et le débit requis est $Q_v = 150 \text{ m}^3/\text{h}$ . La densité du pétrole brut est $\rho = 850 \text{ kg/m}^3$ , et la pression de refoulement est $P_{ref} = 25 \text{ bar}$ . La pompe centrifuge utilisée a un rendement $\eta_p = 0,78$ , et le moteur électrique asynchrone a un rendement $\eta_{mot} = 0,90$ . La tension d'alimentation est triphasée $V = 380 \text{ V}$ , la fréquence est $f = 50 \text{ Hz}$ , et le facteur de puissance initial est $\cos\phi = 0,80$ . Le moteur fonctionne à $n = 1500 \text{ tr/min}$ (moteur 4 pôles) avec un cycle...→
- 29
  Une machine à souder résistive (par points) utilisée dans l'industrie automobile doit être dimensionnée pour un processus continu. Le transformateur de soudage alimenté en triphasé $380 \text{ V}$ , 50 Hz possède une puissance apparente nominale $S_n = 200 \text{ kVA}$ et un rapport de transformation $k = 20$ (réduction). La tension secondaire à vide est $V_2 = 19 \text{ V}$ . La résistance de contact entre les électrodes et la pièce est estimée à $R_{contact} = 50 \text{ mΩ}$ . Le temps de soudage par point est $t_{soudage} = 0,5 \text{ s}$ , et le cycle complet (soudage + refroidissement + repositionnement) est $t_{cycle} = 5 \text{ s}$ . La machine fonctionne $8 \text{ h/jour}$ avec un facteur de marche $F_m = 0,4$ (40% du temps en...→

📊 Schéma

100%

Pincez pour zoomer • Double-cliquez pour réinitialiser • Échap pour fermer

Dimensionnement des systèmes industriels

Recherche avancée

copyright 2020 Univdocs

Recherche avancée

Exercice

copyright 2020 Univdocs