RAPPELS DE THERMODYNAMIQUE

Le système thermodynamique Représentation symbolique Système de masse m, de volume V et d ’énergie interne E Energie Mécanique masse Milieu extérieur CHALEUR Paroi mobile, perméable et diathermane Système isolé : Paroi est rigide, imperméable et adiabatique Entropie S = S(E,m,V) détermine l ’état d’équilibre du système

RAPPEL DE THERMODYNAMIQUE Système fermé : pas d ’échange de masse Culasse Position du piston : * Point Mort Haut * Point Mort Bas Echappement Soupape d ’Admission Piston Chemise Cylindre

Cycle du moteur à allumage commandé

ADMISSION Moteur à allumage commandé Soupape d ’Admission ouverte Soupape d ’échappement fermée

COMPRESSION Moteur à allumage commandé Soupape d ’Admission fermée Soupape d ’échappement fermée

COMBUSTION Moteur à allumage commandé Soupape d ’Admission fermée Soupape d ’échappement fermée

Détente Moteur à allumage commandé Soupape d ’Admission fermée Soupape d ’échappement fermée

Détente Moteur à allumage commandé Soupape d ’Admission fermée Soupape d ’échappement fermée

ECHAPPEMENT Moteur à allumage commandé Soupape d ’Admission fermée Soupape d ’échappement ouverte

Système ouvert Entrée Sortie Rotor (mobile) Energie mécanique Stator (fixe) Energie thermique

production d’énergie mécanique Système ouvert Admission Débit masse (Pe, Te, re) Arbre : production d’énergie mécanique Echappement Débit masse (Ps < Pe, Ts < Te, rs> re) Le stator (supposé adiabatique) Turbine à Gaz

Système ouvert Fluide froid Fluide chaud Echangeur de chaleur

Conservation de l ’énergie Système fermé :

Conservation de l ’énergie Système ouvert :

Lois d ’état

Inégalité de CLAUSIUS – Egalité de JOUQUET

Bilan d’énergie mécanique

Modèle du gaz parfait

Modèle du gaz semi-parfait Pour l’enthalpie on prendra comme modèle : Les valeurs de sont lues dans les tables.

Equilibre entre phases d ’un même corps

Le point critique Pression critique Température critique Liquides saturés Vapeurs saturées Le volume critique

Calcul des fonctions d’état en vapeur humide

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Vapeur humide Table à une seule entrée (équilibre entre phases) Si la température est fixée toutes les conditions thermodynamiques sont connues (sauf le titre)

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Pression de vapeur saturante

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Volumes massiques liquide et vapeur

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Enthalpies massiques liquide et vapeur

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Chaleur latente de vaporisation

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Entropies massiques liquide et vapeur

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Pression de vapeur saturante

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Volumes massiques liquide et vapeur

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Enthalpies massiques liquide et vapeur

Tables de l ’eau dans les conditions de saturation Entropies massiques liquide et vapeur

Tables de vapeur sèche de l ’eau etc…. Tables à deux entrées (p, T) Pour plusieurs pressions et différentes températures. On lit le volume massique,l’enthalpie massique et l’entropie massique de la vapeur sèche (gaz).

DIAGRAMMES Exemples pour l’eau

Courbe de saturation Point critique vapeur Courbe d ’ébullition Courbe de rosée Iso-titres liquide

Isobares

Isochores

Isenthalpes

Courbe de saturation Iso-titres

Isobares

Isothermes

Diagramme (h, s)

Diagramme (log(p), h)

Diagramme exergétique

Air humide

TABLES / Autres données Chaleur molaires à pression constante des principaux gaz. Chaleur molaires moyennes à pression constante des principaux gaz (combustion). Caractéristiques critiques des principales substances. Enthalpie et entropie absolues molaires de quelques corps. Chaleur de réaction de quelques transformations chimiques. Pouvoir calorifique supérieur et inférieur de quelques substances. Caractéristiques dans les conditions de saturation de NH3 et de quelques Fréon (réfrigération). Propriété de l ’air dans le domaine de la liquéfaction.

Utilisation des tables (de l ’eau) Détente isentropique de la vapeur d’eau E S1 Vapeur sèche Vapeur sèche

E S1

E S1 Diagramme (h, s)

Utilisation des tables (de l ’eau) Détente isentropique de la vapeur d’eau E S ? Vapeur sèche Vapeur humide

E S2