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Branche : Sciences Maths B Date : 15/12/2016 Lycée : G.S. Anisse Ain Sebaâ Duré

Branche : Sciences Maths B Date : 15/12/2016 Lycée : G.S. Anisse Ain Sebaâ Durée : 2h Professeur : M.Marhraoui Matière : Sciences de l’ingénieur _____________________________________________________________________________________________________________________________ 1/16 DEVOIR SURVEILLE N° : 2 Système à étudier : Poste de distillation et de séparation Barème de notation Mise en bouteille SEV1 – Analyse fonctionnelle : (2,5pts) 1- Enoncé du besoin :…/1pt 2- Nature de la MO et la V.A. :…/0,5pt 3- Actigramme de niveau A-0 :…/1pt SEV2 – Etude partielle de la chaine d’énergie : (17,5pts)  Tache 1 : Etude du moteur M4 (3,5pts) 1-:………….…/0.5pt 2- :………..…/0.25pt 3-:……………./0.5pt 4- :………..…/0.5pt 5- :…………../0.25pt 6- :…………../0.5pt 7-:………….…/0.25pt 8- :………..…/0.5pt 9-:……………./0.25pt  Tache 2 : Choix des appareillages de commande et de protection de M4 (5,5pts) 1-:………….…/0.75pt 2- :………..…/1.25pt 3-:……………./0.75pt 4- :………..…/0.5pt 5- :…………../1pt 6- :…………../0.5pt 7-:……………./0.75pt  Tache 3 : Etude de la commande du moteur à courant continu M3 (6pts) 1-:………….…/0.75pt 2- :………..…/0.5pt 3-:……………./0.5pt 4- :………..…/0.75pt 5- :…………../0.5pt 6- :…………../3pts  Tache 4 : Alimentation en energie pneumatique (2,5pts) 1- :………..…/1pt 2- :…………../0.5pt 3- :…………../0.25pt 4-:………….…/0.75pt Total /20 pts Branche : Sciences Maths B Date : 15/12/2016 Lycée : G.S. Anisse Ain Sebaâ Durée : 2h Professeur : M.Marhraoui Matière : Sciences de l’ingénieur _____________________________________________________________________________________________________________________________ 2/16 I. Présentation du système : Ce système permet d’extraire par distillation l’essence et l’eau de fleurs d’orangers.  l’essence est un produit de base utilisé en parfumerie, il est stocké dans un réservoir.  l’eau de fleurs d’oranger est un produit à usage courant, elle est mise en bouteilles pour la commercialisation. II. Description du système : Le croquis de la page 7/16 (Doc Res 01), représente le système qui est constitué de :  Un poste de distillation et de séparation.  Une chaine de mise en bouteilles (Poste de remplissage et de bouchage).  Une salle de commande et de contrôle du système. 1°/ le poste de distillation et de séparation : Le poste de distillation est constitué d’un palan de levage équipé de deux moteurs asynchrones triphasés alternatifs (M1) et (M2), d’un chaudron dont le couvercle est actionné par un moteur à courant continu (M3) et d’un condenseur.  Le chaudron peut contenir jusqu’à Cinq paniers de fleurs d’oranger de 100 kg chacun,  Le palan assure le placement des cinq paniers, un par un, dans le chaudron. L’accrochage des paniers se fait manuellement. Le chaudron contient de l’eau potable dans laquelle sont immergés les paniers, l’eau est portée à ébullition grâce à des résistances chauffantes commandées par du courant alternatif triphasé. La vapeur produite est dirigée vers le condenseur qui la transforme en liquide qui est un mélange d’essence et d’eau de fleurs. Ce mélange passe par un séparateur muni de deux sorties :  Une sortie pour l’essence de fleurs reliée à un réservoir non représenté.  Une sortie pour l’eau de fleurs d’orangers. Cette eau sera ensuite mise en bouteilles. 2°/ la chaine de mise en bouteille : Elle est constituée principalement d’un poste de remplissage et de bouchage. L’alimentation de ce poste en bouteilles se fait par tapis roulant entrainé par le moteur asychrone triphasé (M4) et muni de support à pas régulier pour le maintien des bouteilles. 3°/ Stockage des bouteilles : Apres remplissage des bouteilles, ils seront par la suite stockés dans des caisses. L’emplacement des bouteilles se fait-il par l’intermédiaire d’un vérin C1 (Il n’est pas indiqué dans le croquis) et qui doit être alimenté en air sous pression. Branche : Sciences Maths B Date : 15/12/2016 Lycée : G.S. Anisse Ain Sebaâ Durée : 2h Professeur : M.Marhraoui Matière : Sciences de l’ingénieur _____________________________________________________________________________________________________________________________ 3/16 RESSOURCES A EXPLOITER : Présentation et fonctionnement du système. Sur le document DREP 01- page 11/16 1. Enoncer le besoin du système étudié (distillation et séparation) en utilisant le diagramme bête à corne. (1 pt) 2. Indiquer la nature de la matière d'œuvre à transformer et la nature de la valeur ajoutée. (0,5 pt) 3. Compléter l’actigramme A-0 global. (1 pt) RESSOURCE A EXPLOITER : DRES 02 page 8 Le moteur d’entraînement du tapis roulant M4 est de type asynchrone triphasé. Il est soumis à des tests correspondant à son fonctionnement. Il est alimenté par une source de tensions triphasées sinusoïdales 230/400V-50Hz. On a relevé la fréquence de rotation du rotor n’=1445 tr/mn, l’intensité efficace du courant en ligne est de I=17 A et le facteur de puissance du moteurs cos φ =0,85. Sur le document DREP 02- page 12/16 1. Compléter l’actigramme de niveau A-0 du moteur asynchrone (0,5 pt) 2. La tension que doit supportée chaque enroulement du moteur est de valeur 400V. Quel couplage doit-on effectuer pour ces enroulements? (étoile ou triangle). (0,25 pt) Calculer : 3. La puissance Pa absorbée par le moteur triphasé. (0,5 pt) 4. L’ensemble des pertes noté pertes si La puissance utile mécanique fournie est Pu=6Kw. (0,5 pt) 5. Le rendement  en (%). (0,25 pt) 6. Donner la référence (le type) et la puissance normalisée choisi Pun du moteur qu’on doit utiliser. (0,5 pt) 7. Quel est la valeur du courant In indiqué sur le catalogue. (0,25 pt) 8. Calculer alors la valeur du courant de démarrage Id (démarrage direct). (0,5 pt) 9. Donner la valeur du rendement lors du fonctionnement à 100% de la charge (4/4). (0,25 pt) Tâche / 2,5 pts Etude fonctionnelle Tâche 1 / 3,5 pts Etude du moteur d’entraînement M4 ANALYSE FONCTIONNELLE DU SYSTEME SEV 1 / 2,5pts pts ETUDE PARTIELLE DE LA CHAINE D’ENERGIE SEV 2 / 17,5ts pts Branche : Sciences Maths B Date : 15/12/2016 Lycée : G.S. Anisse Ain Sebaâ Durée : 2h Professeur : M.Marhraoui Matière : Sciences de l’ingénieur _____________________________________________________________________________________________________________________________ 4/16 RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 02, 03 et 04 pages 8, 9 et 11 Le moteur Choisi M4 tourne dans un seul sens de marche. Il est actionné manuellement par un bouton marche S1. Par contre l’arrêt se fait à l’aide d’un bouton poussoir S2. En plus du contacteur KM1 qui permet d’alimenter le moteur, on utilise d’autres appareillages de protection comme le sectionneur porte fusibles Q1 et le relais thermique F1. Sur les documents DREP 03 et 04- pages 13/16 et 14/16 On vous demande de compléter : 1. Le schéma de puissance avec le repérage nécessaire ; 0,75 pt 2. Le schéma de commande avec le repérage nécessaire ; 1,25 pts 3. Compléter le tableau des fonctions des appareillages du circuit de puissance 0,75 pts Par la suite, on vous demande de faire le bon choix et de donner les bonnes références du : 4. Relais thermique F1 ; 0,5 pt 5. Contacteur KM1 (avec 1 contact de type NO); 1 pt 6. Sectionneur tripolaire porte fusibles avec deux contacts de précoupure ; 0,5 pt 7. Fusibles sans percuteur en indiquons le type, le calibre, la taille ; 0,75 pt Dans le but d’ouvrir et de fermer le couvercle du chaudron on a utilisé un moteur à courant continu M3 à deux sens de marche commandé par des relais électromagnétiques. Sur les documents DREP 04 et 05- pages 14/16 et 15/16 1. Compléter l’actigramme de niveau A-0 du relais électromagnétique. (0,75 pt) 2. Donner les deux avantages du relais statique par rapport au relais électromagnétique. (0,5 pt) 3. L’atelier ne dispose pas d’alimentation en courant continu. Quel est l’élément avec le quel on doit s’équiper pour pouvoir convertir la tension du secteur alternatif monophasé en tension continu pour l’alimentation du moteur M3. (0,5 pt) 4. La vitesse générer par le moteur M3 est assez grande, c’est pour cela que nous avons utilisé un réducteur de vitesse à base d’engrenages afin d’obtention une vitesse convenable pour l’ouverture et la fermeture du couvercle. Tâche 3 / 6 pts Etude de la commande du moteur à courant continu M3 Tâche 2 / 5,5 pts Choix des appareillages de commande et de protection du moteur M4 Branche : Sciences Maths B Date : 15/12/2016 Lycée : G.S. Anisse Ain Sebaâ Durée : 2h Professeur : M.Marhraoui Matière : Sciences de l’ingénieur _____________________________________________________________________________________________________________________________ 5/16 On vous demande de compléter la chaîne fonctionnelle qui permet de suivre toutes les étapes de transformation et de transmission de la puissance nécessaire pour obtenir la rotation convenable pour l’ouverture et la fermeture du couvercle. (0,75 pt) 5. Le schéma du pont redresseur utilisé est indiqué dans le document réponse. La tension d’entrée alternative sinusoïdale est notée U1. Par contre la tension de sortie est notée U2. On vous demande de noter, sur le schéma, les deux tensions U1 et U2 et par la suite indiquer les noms des diodes passantes dans les deux alternances positive et négative de la tension d’entrée. (0,5 pt) 6. On suppose que le moteur M3 est alimentée par deux tensions continues 12V et 24V par l’intermédiaire de deux relais électromagnétiques KA1 et KA2 actionnés par deux boutons poussoirs S1 e S2 comme le montre le schéma suivant : On vous demande de compléter, sur le document réponse, par (A) ou (M) l’état du sortie du moteur suivant les étapes fixées. (3 uploads/Science et Technologie/ devoir-2-modele-2-si-2-bac-sm-b-semestre-1.pdf