Partie 4 - Chaîne de puissance de la centrifugeuse · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - ITEC 2025

Partie 4: comment justifier l'utilisation d'un séparateur de boues biologiques ?

Afin de pouvoir valoriser les boues biologiques, il est nécessaire de réduire la teneur en eau c'est-à-dire d'augmenter le taux de siccité. Les boues sont épaissies par centrifugation.

Le mélange est introduit à l'intérieur de la machine par une alimentation axiale (voir descriptif ci-après) qui débouche dans un distributeur tournant.

Sous l'action de la force centrifuge, les boues injectées sont plaquées contre la paroi du bol en rotation ($2\,600\text{ tr}\cdot\text{min}^{-1}$) et raclées par la vis de convoyage conique vers l'extrémité de la centrifugeuse pour être compactée puis évacuée.

Les eaux sont éjectées à l'autre extrémité de la centrifugeuse. La vis tourne plus vite que le bol grâce à un multiplicateur à arbre parallèle.

DT7: fiche de calcul de la force centrifuge

Définition de la force centrifuge:

La force centrifuge se manifeste lorsqu'un corps est en mouvement circulaire. Elle tend à éloigner le corps du centre de courbure de sa trajectoire.

Formule de calcul de la force centrifuge appliquée aux boues en Newton:

$$F_{\text{cb}} = \rho_{\text{boues}} \times V_{\text{bol}} \times R_{\text{bol}} \times \Omega^2$$

$\rho_{\text{boues}}$ · Masse volumique des boues · $1\,200\text{ kg}\cdot\text{m}^{-3}$

$V_{\text{bol}}$ · Volume du bol · $1\text{ m}^3$

$R_{\text{bol}}$ · Rayon du bol · $0{,}335\text{ m}$

Partie 4: Chaîne de puissance de la centrifugeuse

Question 4.1: Sur le document-réponse DR3, inscrire la nature des flux d'énergie circulant dans le système (énergie électrique, énergie mécanique).

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