Conversion et Transfert d’Énergie 4A

0122-4ACh3. Temps d’ébullition dans une enceinte adiabatique

A l’intérieur d’une chaudière parfaitement isolée, de forme cylindrique, se trouve de l’eau liquide. L’enceinte a un diamètre de 1 m et initialement la colonne d’eau a une hauteur de 2 m. Un agitateur permet de maintenir une température uniforme dans la cuve. On néglige l’apport énergétique de cet agitateur et Une soupape (non représentée) … Lire la suite 0122-4ACh3. Temps d’ébullition dans une enceinte adiabatique

0123-4ACh3. Puissance dégagée par une pompe à chaleur aérothermique

Considérons une pompe à chaleur aérothermique dont le principe de fonctionnement est représenté ci-dessous. On se propose de déterminer la puissance thermique ϕ transportée par l’eau dans le circuit secondaire pour cela, il faudrait écrire le principe de conservation de l’énergie appliqué au volume de contrôle matérialisé sur la figure. On supposera en plus que … Lire la suite 0123-4ACh3. Puissance dégagée par une pompe à chaleur aérothermique

0126-4ACh3. Efficacité isentropique d’une Turbine à vapeur

La Turbine est la pièce maîtresse de toute centrale à vapeur. Longue de plusieurs dizaines de mètres dans les installations modernes (voir figure ci-dessous). Si elle fait l’objet d’attention adéquate (minimisation des gradients de température, lubrification avancée), elle peut délivrer de la puissance mécanique pendant plusieurs dizaines d’années sans interruption. L’efficacité d’une turbine se mesure … Lire la suite 0126-4ACh3. Efficacité isentropique d’une Turbine à vapeur

0127-4ACh3. Efficacité isentropique d’un compresseur

Les phases de compression et de détente dans les moteurs se font très souvent de façon adiabatique, mais rarement de façon  réversible. La plupart des compresseurs sont axiaux, c’est à dire que l’air les traverse parallèlement à l’axe de rotation (voir figure ci-dessous). Cependant on utilise parfois des compresseurs centrifuges, qui projettent l’air radialement. L’évolution … Lire la suite 0127-4ACh3. Efficacité isentropique d’un compresseur

0129-4ACh3. Efficacité thermique d’un Turboréacteur

Un compresseur axial aspire l’air ambiant. Après compression, l’air est chauffé dans la chambre de combustion jusqu’à la température T3 = 1250 K. Après détente partielle dans la turbine, l’air est envoyé dans la tuyère, où la détente s’effectue jusqu’à la pression ambiante (P5 = 1 bar). Le compresseur est uniquement entraîné par la turbine, … Lire la suite 0129-4ACh3. Efficacité thermique d’un Turboréacteur

0130-4ACh3. Puissance fournie à l’hélice d’un petit avion de ligne

Un avion de ligne régional est motorisé par deux turbopropulseurs. Dans chacun d’entre eux, une turbine unique alimente un compresseur axial, ainsi que l’hélice par l’intermédiaire d’un réducteur (voir figure ci-dessous). Pendant la croisière, le débit d’air au sein du moteur est de Qm = 4,9 kg.s-1 et le circuit est le suivant : L’air … Lire la suite 0130-4ACh3. Puissance fournie à l’hélice d’un petit avion de ligne

0131-4ACh3. Rendement thermodynamique réel d’une centrale nucléaire

Note culturelle : La France compte 19 centrales nucléaires en exploitation, dans lesquelles tous les réacteurs (58 au total) sont des Réacteurs à Eau Pressurisée REP. Actuellement, ces installations fournissent près de 80% de l’électricité produite en France. Chaque centrale est soumise à un référentiel de normes de sureté et de sécurité évoluant en fonction … Lire la suite 0131-4ACh3. Rendement thermodynamique réel d’une centrale nucléaire

0154-4ACh3. Poussée délivrée au décollage par le lanceur Ariane 5

Le moteur Vulcain assure la propulsion de l’étage principal des lanceurs Ariane. La réaction exothermique du dihydrogène et du dioxygène, dans une chambre de combustion, produit de la vapeur d’eau à hautes température et pression qui s’évacue à grande vitesse à travers une tuyère (voir Figure 1). C’est l’éjection de ce gaz de combustion qui … Lire la suite 0154-4ACh3. Poussée délivrée au décollage par le lanceur Ariane 5

0157-4ACh3. Générateur de vapeur à récupération de chaleur combiné à une turbine

Un procédé industriel rejette des gaz issus des produits de combustion à la température T1 = 478 K, à la pression P1 = 1 bar et avec un débit massique de D1 = 69.78 kg/s. Comme illustré sur la figure, il est proposé d’utiliser ces produits de combustion dans un générateur de vapeur à récupération … Lire la suite 0157-4ACh3. Générateur de vapeur à récupération de chaleur combiné à une turbine

0158-4ACh3. Efficacité ou rendement d’une machine a vapeur utilisée dans une centrale électrique

Les machines à vapeur sont utilisées dans les centrales électriques.  Ce sont des moteurs à combustion externe, qui transforment l’énergie thermique de la vapeur d’eau dégagée par le réacteur en énergie mécanique. Cette dernière est convertie en énergie électrique au moyen d’un alternateur. Une machine à vapeur comporte en général 4 organes (voir Figure ci-dessous) qui, … Lire la suite 0158-4ACh3. Efficacité ou rendement d’une machine a vapeur utilisée dans une centrale électrique