BTS TP 2001

I : ACOUSTIQUE                                                                                                                7 points

Après l'installation d'un système de climatisation, on réalise une étude acoustique d'un bureau. On considère que le bruit engendré par le soufflage de l'air est assimilable à une source sonore.

L'équipement aéraulique ne devra pas engendrer un niveau sonore global à l'intérieur du bureau supérieur à 35 dB_A.

On mesure, par octave, la puissance acoustique de la source et le temps de réverbération au niveau du bureau.

Données .
- le volume du bureau est 30 m³.

- l'expression du niveau de pression acoustique dans le cas d'un local clos avec réverbération est

L_p = L_w + 10.log(4/A)

L_p est le niveau de pression acoustique en un point en dB.
L_w est le niveau de puissance acoustique en dB.
A est l'aire d'absorption équivalente en m².

 - on admet que la formule de Sabine est :

T = 0,16 V/A

où T est la durée de réverbération en s et V est le volume du local en m³.

 - les valeurs des pondérations acoustiques, par octave, exprimées en dB_A, sont : 

 1 / Donner la définition de la durée de réverbération utilisée dans la formule de Sabine.

 2 / Calculer le niveau global de puissance acoustique de la source en dB.

 3 / Compléter le tableau document-réponse puis calculer le niveau de pression acoustique global pondéré en dB_A en un point du bureau.
Quel paramètre peut-on chercher à augmenter pour obtenir un niveau conforme aux exigences ?

II : DYNAMIQUE DES FLUIDES                                                                             7 points

Une pompe hydraulique (cf. schéma ci-dessous) débite 300 m³.h^-1 d'eau froide.

Sa conduite d'aspiration a un diamètre d₁ = 200 mm.. Sa conduite de refoulement a un diamètre d₂ = 100 mm.

Dans cette étude toutes les pertes de charge sont négligées.

Données :

-         la masse volumique de l'eau est r₀ = 1000 kg.m^-3

-         - l'accélération de pesanteur est g = 9,8 m.s^-2

-         - la pression atmosphérique est P₀ = 1,00 10⁵ Pa

-         - pour un fluide en écoulement permanent entre 2 points 1 et 2, recevant d'une machine une puissance P, l'équation de Bernoulli est :

où Q_v est le débit volumique.

 1 / Calculer la vitesse d'écoulement V₁ dans la tuyauterie d'aspiration.

 2 / Calculer la vitesse d'écoulement V₂ dans la tuyauterie de refoulement.

 3 / La pompe aspire l'eau stagnante d'un bassin ouvert situé 2,25 m au-dessous du niveau (1), d'entrée de la pompe. Calculer la pression p₁ à l'entrée de la pompe, en (1).

 4 / Calcu1er le débit massique Q_m de la pompe en kg.s^-1.

 5 / Sachant que la pression de l'eau à la sortie de la pompe, en (2), est p₂ = 1,60 10⁵ Pa, calculer la puissance mécanique utile P_u fournie par la pompe pour assurer ce débit.

6 / Cette pompe est actionnée par un moteur électrique. Le rendement global du groupe est de 80 %. Calculer la puissance électrique P_a consommée.

 III. CHIMIE                                                                                                 6 POINTS

La fabrication du fer s'effectue dans une tour appelée haut-fourneau. On le charge avec du coke (carbone C) et du minerai de fer dont la teneur massique en oxyde de fer Fe₂O₃ est 20 %.

En fin de transformation, on obtient du fer et du dioxyde de carbone.

On mélange 30 kg de coke et 10³ kg de minerai de fer.

 1 / Ecrire et équilibrer l'équation-bilan de la réaction qui se produit dans le haut-fourneau.

 2 / Calculer les nombres de moles des 2 réactifs présents avant la réaction. Quel est le réactif en excès ?

3 / Calculer la masse de fer obtenu lorsque tout l'oxyde de fer a été consommé.

4 / Calculer le volume de dioxyde de carbone gazeux dégagé, exprimé en m³.

 On donne .

 - les masses molaires atomiques en g.mol^-1 

 - le volume molaire V_M = 24 L.mol^-1.

 DOCUMENT REPONSE 1                                                                        DR 1 

Correction

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