QT8 : Comment caractériser les chaînes d’énergie au sein d’un système ?

Définition

La chaîne d’énergie fait partie du système, elle est chargée d’agir sur la matière d’œuvre (M.E.I.) afin de réaliser la fonction globale du système. Elle permet d’adapter le flux d’énergie nécessaire au processus.

I. Méthodologie

Identification de la structure matérielle des systèmesDiagramme de bloc de définition (BDD)

Identification fonctionnelle du matériel sur la chaîne d’énergie du système.

Caractérisation des flux d’énergie avec leurs unités. Diagramme des blocs internes (IBD)

Comprendre le comportement énergétique du système

- Lire ou effectuer un bilan énergétique. - Déterminer une puissance, un rendement, les pertes.

- Utiliser des lois entrée/ sortie des blocs de la chaîne.- Identifier un régime statique, dynamique.- Identifier un fonctionnement en charge, à vide.- Calculer l’autonomie énergétique. - Optimiser le point de fonctionnement des constituants.

Décoder les schémas réalisés dans les règles de l’art :

Électrique ; pneumatique ; hydraulique ; hydraulique solaire thermique ; cinématique.

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II. Caractérisation des énergies:

Electrique Thermique Fluidique Mécanique Lumineuse

Puiss

ance

s

P= U . I (continu)

P= U . I . cos

P= √3. U . I . cos

P = Dp.

P = U . S .

P = 0,34 . Qv .

P = Q . p

Pstat = Q . ρ . g. h

Pdyn= ½ . ρ . S . v 3

P = F . v

P = C . Ω

P = / fe

Energies

E = P . t

Ebat= Cbat .U

Econdo= ½ . C .U²

E = P . t

Qsens = m . Cp . Δθ .

Qlat = m . L

E = P . t

E = V . ρ . g . h

E = ½ . V . ρ . v²

E = P . t

E = Ec + Ep

Ep= m . g . h

Ec = 1/2 . m . v² ou

Ec = 1/2 . J . Ω²

E = P . t

Unités

P (W), t (s, h), E (J, Wh)

U (V), I (A),

C bat (Ah) , C (F)

P (W), t (s, h), E (J, Wh)

Q ( J), S (m²), U (W/(m².K))

Dp (W/°C), θ (°C, K),

Cp (J/(kg.K)), m (kg),

L (J/Kg), Qv (m³/h)

P (W), t (s, h), E (J, Wh)

p (Pascal), Q (m³/s),

ρ (kg/m³), S (m²), v (m/s),

g (m/s²), h (m), V (m3),

P (W), t (s, h), E (J, Wh),

F (N), C (Nm),

v (m/s), (rad/s),

m (kg), J (kg.m²),

P (W), t (s, h), E (J, Wh),

(lm), fe (lm/W)

III. Vocabulaire

Tension ; intensité ; résistance ; déphasage ; fréquence ; période ; monophasé ; triphasé ; énergie massique ; capacité

batterie ; profondeur de décharge ; pertes joules / Coefficient de transmission thermique ; capacité thermique

massique ; conduction ; convection ; rayonnement ; chaleur latente - sensible ; déperditions thermiques / Pression absolue - relative; débit ; pertes de charge / Vitesse linéaire - angulaire - rotation ; couple ; force ; moment

d’inertie ; pertes mécaniques / Flux lumineux ; éclairement ; IRC.

Alimenter   : Système mono source - multi sources - hybride ; transformateur ; Filtre Régulateur Lubrificateur (F.R.L),

soupape sécurité ; disjoncteur, différentiel ; fusible ; relais thermique ; batterie ; accumulateur ; super condensateur ;

ballon d’eau chaude ; réservoir hydraulique.

Distribuer en TOR   : Contacteur ; distributeur ; vanne.

Moduler   : Variateur vitesse ; vanne proportionnelle ; régulateur ; détendeur ; mitigeur ; réducteur de débit.

Convertir, Adapter et transmettre   : Moteur électrique - thermique ; motopompe ; motoréducteur ; résistance chauffante ;

convecteur ; thermoplongeur ; vérin ; ventilateur ; lampe  incandescence - halogène - fluo - compacte - LED.

Réducteur à engrenage, poulie courroie, crémaillère, cardan, accouplement, embrayage, arbre de transmission,

échangeur thermique (condenseur, évaporateur), luminaire.

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