Séance
n°3 : Conteneur Frigorifique
Des
denrées périssables sont introduites dans un conteneur muni
d’un système de production de froid d’une puissance P. Ce conteneur
est ensuite véhiculé pendant plusieurs jours dans des pays
où les ambiances sont totalement différentes. L’objectif
est de réaliser un outil de simulation permettant d’optimiser le
couplage entre le conteneur et le groupe de production de froid face à
un but fixé.
Hypothèses
et données.
| Dimensions
conteneur |
3m
x 3m x 9m |
| Masse
denrées |
10 000
kg |
| Capacité
équivalente denrées |
3500J/kg.K |
| Température
initiale denrées et conteneur |
-18°C |
| Coefficient
d’échange convectif externe |
50 W/m2.K |
| Coefficient
d’échange convectif interne |
20 W/m2.K |
L’épaisseur
de l’isolant n’intervient pas dans la surface d’échange (Sint~Sext)
Le conteneur
n’intervient pas dans l’évolution du système (masse négligeable)
Travail
à effectuer :
-
Démontrer
que l’équation différentielle permettant de rendre compte
de l’évolution des denrées au cours du temps est de la forme
:
-
Simuler
le comportement du système et répondre aux questions suivantes
:
-
Quelle serait
la puissance de production de froid à installer pour conserver les
denrées à -18°C dans un conteneur non isolé, placé
dans une ambiance à 20°C.
-
Que deviendrait
cette puissance si on met en œuvre successivement une isolation de 1 cm,
5 cm et 10 cm de laine de verre (conductivité : 0.05 W/m.K)
-
Déterminer
la puissance minimale à installer pour que les denrées ne
dépassent pas la température critique de -10°C dans une
ambiance dont la température varie comme suit et avec un conteneur
présentant une isolation de 10 cm de laine de verre (conductivité
: 0.05 W/m.K) et initialement à -18°C.
| |
T
(°C)
|
|
T
(°C)
|
|
jour
n°1
|
20
|
jour
n°6
|
40
|
|
nuit
n°1
|
15
|
nuit
n°6
|
18
|
|
jour
n°2
|
20
|
jour
n°7
|
45
|
|
nuit
n°2
|
18
|
nuit
n°7
|
18
|
|
jour
n°3
|
25
|
jour
n°8
|
45
|
|
nuit
n°3
|
19
|
nuit
n°8
|
25
|
|
jour
n°4
|
30
|
jour
n°9
|
40
|
|
nuit
n°4
|
22
|
nuit
n°9
|
22
|
|
jour
n°5
|
35
|
jour
n°10
|
40
|
|
nuit
n°5
|
23
|
nuit
n°10
|
20
|
-
Vous choisissez
de prendre une marge de sécurité et surdimensionnez votre
puissance de production de froid de 20 %. Quelle est l’évolution
de la température des denrées dans ces conditions ?
-
Etablissez
la régulation (Tout ou Rien) du système pour maintenir la
température des denrées à une consigne donnée.
-
A minuit
du 7ième jour, votre groupe tombe en panne. De combien
de temps disposez-vous pour le remettre en marche avant que vous ne dépassiez
la température critique de -10°C.
Téléchargez
la feuille de calcul de la séance n°3
(contain.xls)
