Chapitre 3: Bilan de masse Flashcards
Nommez des procédés de transport.
- Advection
- Diffusion turbulente
- Diffusion moléculaire
- Flottation
- Sédimentation
Nommez des procédés de transformation.
- Précipitation
- Oxydoréduction
Nommez 3 phases d’un système constitué d’une rivière et de son environnement proche
- L’air (phases gazeuse)
- Eau de la rivière (phase liquide)
- Sédiments (phase solide)
Quelle est la définition d’un système fermé?
Aucun échange de matière et possible échange d’énergie.
Quelle est la définition d’un système ouvert?
Échange de matière et possible échange d’énergie
Nommez un exemple de système fermé.
Bassin sans apport d’eau et sans perte d’eau
Nommez un exemple d’un système ouvert.
- Une ville
- La planète terre (météorites)
Définition de la variable intensive.
Des variables qui sont des propriétés d’un système qui ne dépend pas de la taille. Ces variables peuvent varier d’un endroit à l’autre.
Définition de la variable extensive.
Des variables qui sont des propriétés d’un système qui dépend de la taille. Ces variables réfèrent à un système en particulier.
Intensive ou extensive ? Concentration
Intensive
Intensive ou extensive ? Pression
Intensive
Intensive ou extensive ? Masse
Extensive
Intensive ou extensive ? Température
Intensive
Intensive ou extensive ? Énergie
Extensive
Intensive ou extensive ? Vitesse d’écoulement
Intensive
Intensive ou extensive ? Débit
Extensive
Intensive ou extensive ? Longueur
Extensive
Intensive ou extensive ? Vitesse de réaction
Intensive
Intensive ou extensive ? Position
Intensive
Intensive ou extensive ? Volume
Extensive
Intensive ou extensive ? Couleur
Intensive
Intensive ou extensive ? Flux massique
Intensive
Intensive ou extensive ? Débit massique
Extensive
Pourquoi un système multi phases est-il nécessairement hétérogène ?
La coexistence de plusieurs phases fait en sortes que le système est nécessairement hétérogène, car chaque phase possède des propriétés chimiques et physiques distincts.
Pourquoi un système homogène peut ne pas être uniforme?
Parce qu’un système peut contenir une seule phase (par exemple; un lac dont le CV est que l’eau) et les propriétés de l’eau peuvent varier (la température de l’eau qui varie selon la position)
Un marais est-il un système uniforme?
Non, dans le marais, il peut y avoir des solides et du liquide (coexistence de plusieurs de phases)
Si on modélise un lac comme un système uniforme homogène , nommez deux hypothèses à faire.
- La turbidité est uniforme
- La concentration est en MES est homogène
Donnez le symbole et les unités SI du débit massique.
- Symbole: J ou q
- Unités SI: M/T ; kg/s
Donnez le symbole et les unités SI du débit volumétrique.
- Symbole: Q
- Unités SI: L^3/T ; m^3/s
Donnez le symbole et les unités SI du flux massique.
- Symbole: j
- Unités SI: M/TL^2 ; kg/sm^2
Donnez le symbole et les unités SI du flux volumétrique (ou vitesse d’écoulement).
- Symbole: u ou v
- Unités SI: L/T : m/s
Comment s’écrit un bilan de masse dynamique du composant A et quelles sont les unités de chaque terme
(variation de masse de A) = (entrée de A) - (sortie de A) + (production de A) - (consommation de A)
Chaque terme: masse / temps ; kg/s
Donnez un exemple de production.
Photosynthèse des plantes aquatiques. Matière organique augmente
Donnez un exemple de consommation.
Plantes qui consomme de l’oxygène dissout d’un lac. Concentration en 02 diminue.
Décrivez les limites d’un bilan de masse d’un système d’une portion de rivière.
Limites: interface eau/sédiments et interface eau/air
Quelle est la signification du symbole: deux petites boules et une longue tige
Complètement mélangé
Cin = Cout : concentration dans le système est la même que la concentration à l’aval
Quel est l’équation différentiel d’un bilan de masse microscopique sur un certain composé A.
dCa/dt = -( dj, ax / dx + dj,ay / dy + dj, az / dz) + ra
Quel est l’équation de continuité (pour un bilan de masse TOTAL microscopique)
- ( d(pu,x)/dx + d(pu,y)/dy + d(pu,z)/dz ) = dp/dt
où p = masse volumique
Quelle est l’équation macroscopique de bilan de masse TOTAL sur un système.
dM/dt = (p x Q)entrée - (p x Q)sortie
Quelle est l’équation de bilan de masse macroscopique sur un certain composant A sans transformation?
dMa/dt = (Ca x Q)entrée - (Ca x Q)sortie
Quelle est l’équation de bilan de masse macroscopique sur un certain composant A avec transformation?
dMa/dt = (Ca x Q)entrée - (Ca x Q)sortie + ra x V
Quelle est la définition (en équation) de la siccité ?
S = masse de matière sèche / (masse de matière sèche + masse d’eau)
ou encore
S = masse de matière sèche / masse de boue
Quelle est la définition littérale (en mots) de la siccité?
Il s’agit du pourcentage de matière sèche dans un mélange eau + solide
Avec la siccité et la masse volumique des boues, comment fait-on pour trouver la concentration en eau, dans un numéro de bilan de masse macroscopique sur le composant w (eau)?
Pb: masse volumique des boues soit la masse volumique de l’eau et des solides
S = siccité
Cw = concentration en eau
Cw = (1 - S) x Pb
(1 - S) correspond au pourcentage d’eau dans la boue, soit l’inverse de la siccité.
Que se passe-t-il avec la masse de matière sèche lorsqu’une boue est envoyée dans un séchoir à boues?
Elle reste constante
Que se passe-t-il avec la teneur en eau et la teneur en solides totaux lorsque la boue est envoyée dans un séchoir à boue?
- La teneur en eau diminue
- La teneur en solides totaux augmentent
Quelle est la définition (en équation) d’une concentration en % m/m en MeS en fonction du temps?
& MeS (m/m) = MeS(t) / MeS(t) + Mw(t)
Quelles hypothèses simplificatrices doit-on faire pour utiliser l’équation macroscopique de bilan de masse?
Les flux d’entrée et les flux de sortie sont normaux (perpendiculaires à la surface) et uniformes.
Un eau est amenée de manière continue et stable dans un bassin complètement mélangée contenant 10 mg/l de contaminant. Quelle est la concentration du contaminant à l’effluent, collecté au moyen d’un déversoir?
La même qu’à l’effluent, soit 10 mg/l.
Vrai ou faux. Les unités du débit massique (q) correspond aux unités des termes du bilan de masse macroscopique.
Vrai.
Q x C = (L^3/ s) x (M/L^3)
= M/s = q
Quel est l’équation qui caractérise l’advection?
j,ax = Vmoyenne x Ca
Quel est l’équation de la diffusion turbulente?
j,ax = -Dt x (dCa/dx)
où Dt est le coefficient de turbulence
Quelles sont les échelles spatiales présentes lors de l’absorption de pesticides sur charbon activé
- Macro système: Colonne de charbon activé ; mètre
- Micro système: Grain de charbon activé poreux ; millimètre
- Nano système: Pores (site d’absorption): Nanomètre
De manière littérale, pour quel contexte on s’intéresse à un bilan de masse macroscopique?
Lorsqu’on cherche la qualité de l’eau après mélange: les équations de bilan de masse sont appliquées directement à tout le système, toute la zone de mélange.
(compréhension globale des systèmes environnementaux)
De manière littérale, pour quel contexte on s’intéresse à un bilan de masse microscopique (utilisation de l’équation différentielle) ?
Lorsqu’il s’agit d’un système non homogène et lorsqu’on cherche à déterminer comment est distribuée la matière dans le système; pour cela on fait un bilan sur un élément de volume puis on intègre sur le volume de contrôle.
(suivi plus fin du transport et des contaminants à l’intérieur des systèmes environnementaux)
Quels sont les quatre type des bilans de masse possibles ?
- Bilan microscopique
- Bilan macroscopique
- Bilan de masse total
- Bilan de masse sur un composant
