Bibliographie & annexes
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Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les diverses relations entre les coefficients calorimétriques puis les expressions des variations des fonctions d'état sont rappelées et les propriétés des gaz, liquides et vapeurs sont ensuite présentées. Comme l' efficacité des générateur fonctionnant avec un gaz reste faible, la plupart des générateurs utilisent un fluide diphasique liquide-vapeur dont le e fonctionnement et les configurations sont ensuite détaillés. Enfin, une analyse exergétique des cycles des machines frigorifiques et des pompes à chaleur est rend compte de la dégradation de l'énergie.
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In the first part, the relations between the thermal coefficients and the expressions of the variations of state functions are given. The gases, liquids and vapors properties are presented. In the second part, the generators functioning with a gas are considered. Their weak efficiency is shown. As most generators use a liquid-vapor fluid, their process and their configurations are discussed. Finally, an exergetic analysis of refrigerators and heat pumps cycles is made in the last part.
Auteur(s)
-
André LALLEMAND : Ingénieur INSA - Docteur ès-sciences physiques - Ex-Professeur des universités - Ex-Directeur du département de génie énergétique de l’INSA, Lyon
INTRODUCTION
Cet article fait suite à l’article [BE 8 064]. Il constitue une application spécifique aux générateurs qui convertissent de l’énergie mécanique (ou électrique) en énergie thermique pour faire du froid ou de la chaleur. En conséquence, il sera fait appel si nécessaire à ce premier article. Dans le premier cas d’applications, on a affaire aux réfrigérateurs ; dans le second, il s’agit des pompes à chaleur.
Cependant, avant de traiter directement de ces machines, il convient de compléter les connaissances générales relatives aux fluides utilisés en tant que fluides thermodynamiques (c’est-à-dire de travail), apparaissant sous leurs trois formes : gazeuse, liquide et diphasique liquide-vapeur. Ce sont donc des informations de base sur la physique de ces fluides qui sont données en premier lieu, avant de présenter les énergies mises en jeu lors de leur compression ou détente. Dans tous les cas, il est nécessaire de connaître les expressions basiques des variations des fonctions d’état de ces fluides. C’est pourquoi, en tout début d’article sont présentées diverses expressions des échanges thermiques entre un système et son environnement.
Le but de l’article n’étant pas de fournir des éléments constructifs des générateurs thermomécaniques, sa présentation est limitée aux aspects généraux et théoriques, c’est-à-dire aux principes de fonctionnement, que ce soit pour les machines fonctionnant strictement avec un gaz (en général de l’air) ou pour les machines, beaucoup plus courantes, utilisant un fluide sous ses trois états et que l’on qualifie de machines à vapeur de fluide frigorigène.
Comme dans le cas de l’article général sur les convertisseurs d’énergie, celui-ci fournit, en dernière partie des éléments d’application de la théorie exergétique aux générateurs.
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KEYWORDS
thermodynamic cycles | exergy | state function | saturated mixture | refrigerators
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Conclusion
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3. Analyse exergétique
3.1 Rappels concernant l’exergie
Les notions de base concernant l’exergie sont données dans l’article [BE 8 064]. On rappelle simplement, que les irréversibilités de fonctionnement d’un système quelconque se traduisent par une création d’entropie et corrélativement par une destruction d’exergie et une création d’anergie. L’ensemble exergie (Ex) et anergie (An) d’un système correspond à son énergie (En) :
( 164 )
L’énergie mécanique est intégralement de l’exergie. En particulier :
( 165 )
L’exergie contenue dans une certaine quantité d’énergie thermique Q à température uniforme T et son anergie sont égales à :
( 166 )
avec :
- Ta :
- température ambiante.
Pour l’unité de masse d’un fluide évoluant d’un état 1 à un état 2, les variations d’exergie et d’anergie peuvent être données en fonction de l’enthalpie et de l’entropie par :
...
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Analyse exergétique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REFPROP - - Thermodynamic and transport properties database (REFPROP) : Version 10 http://www.nist.gov/srd/refprop
-
(2) - ASHRAE Handbook - Version informatique - http://www.ashrae.org/technical-resources/ashrae-handbook
-
(3) - PEREZ (J.-P.), LAGOUTE (C.) - Thermodynamique : fondements et applications. - Dunod, Paris (2001).
-
(4) - FEIDT (M.) - Énergétique. Concepts et applications. - Dunod, Paris (2006).
-
(5) - BOREL (L.), FAVRAT (D.) - Thermodynamique et énergétique. De l’énergie à l’exergie. - Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne (2011).
-
(6) - LALLEMAND (A.) - Phénomènes de transferts. Transferts diffusifs, convectifs, ondulatoires et couplage des phénomènes. - ...
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