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Auteur(s)
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Marcel FRELIN : Ingénieur CNAM - Docteur de l’Université - Sous-directeur de Laboratoire honoraire au Conservatoire National des Arts et Métiers
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les machines hydrauliques et thermiques occupent dans l’énergétique moderne un rôle essentiel. Dans la plupart des applications industrielles, on rencontre des turbomachines, des moteurs à combustion interne et souvent les deux en même temps.
Ces machines sont traversées par un fluide qui leur cède, ou communique, du travail, d’où la nécessité de maîtriser les principales propriétés des fluides pour comprendre le mécanisme physique des transferts d’énergie entre le fluide et les parties mobiles de ces machines.
Cet article a pour objet de rappeler à l’ingénieur les caractéristiques utiles des fluides incompressibles et compressibles indispensables à l’étude et à l’utilisation des machines hydrauliques et thermiques.
Les notions essentielles de thermodynamique technique, de mécanique des fluides, de thermique ont été évoquées ainsi que les gaz parfaits et réels, les changements de phases et les caractéristiques de la vapeur d’eau. Une place toute particulière a été faite au diagramme de Mollier. Ce système de coordonnées, enthalpie-entropie, est pratique pour évaluer les bilans énergétiques des centrales thermiques ou nucléaires et facilite l’étude des divers étages d’une turbine à vapeur.
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10. Thermique
En vertu du second principe de la thermodynamique 3.5, un transfert de chaleur s’effectue spontanément des zones chaudes vers les zones froides. Notons que ces zones peuvent appartenir, ou non, à un même corps.
10.1 Conduction
La chaleur se propage de proche en proche, à l’intérieur d’un corps, des points chauds vers les points à températures plus basses.
La loi fondamentale de la conduction (loi de Fourier) exprime que la quantité de chaleur passant à travers un élément de surface dA, pendant l’intervalle de temps dt, est proportionnelle au gradient de température
:
λ est le coefficient conductivité thermique ; il dépend de la nature de la température du corps et s’exprime en W · m−1 · K−1.
Le tableau 12 donne le coefficient de conductivité thermique pour quelques fluides et métaux.
HAUT DE PAGE10.2 Convection naturelle
La puissance échangée par convection est :
P = α (Tp − Tg) Aavec :
- α = K (Tp − Tg)1/4 :
- le coefficient de convection
- Tg :
- température...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COUSTEIX (J.) - Turbulence et couche limite. - Cépadues - Éditions. 1989.
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(2) - COUTURE (L.), CHAHIME (Ch.), ZITOUN (R.) - Thermodynamique classique et propriétés de la matière. - Dunod Université. 1980.
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(3) - DOUCHEZ (M.) - Étude des transferts en mécanique des fluides monophasiques. - Masson et Cie Éditeurs. 1965.
-
(4) - FRIBERG (J.) - Gaz et vapeurs à pression moyenne. - Technique de l’ingénieur - B 4200. 1988.
-
(5) - GOSSE (J.) - Guide technique de thermique. - Bordas. 1981.
-
(6) - CPCU - Guide technique de la vapeur. - Technique et documentation. 1980.
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