Moteurs thermiques - Turbines à gaz et à vapeur. Moteurs à essence et Diesel

INTRODUCTION

1 - NOTIONS DE BASE SUR LA COMBUSTION

• 1.1 - Définitions
• 1.2 - Équations de combustion ou bilan chimique
• 1.3 - Énergétique d’une combustion
  Figure 1 - Schématisation des chaleurs de combustion Figure 2 - Évolution énergétique due à une combustion et relation entre les chaleurs de combustion et les pouvoirs calorifiques Figure 3 - Combustion réelle
• 1.4 - Conditions nécessaires à l’inflammation
• 1.5 - Pouvoir comburivore et pouvoir fumigène
  Tableau 1 - Pouvoirs comburivore et fumigène et volumes des composants des fumées
• 1.6 - Analyse des fumées
• 1.7 - Exergie d’un mélange combustible

  • Quiz d'entraînement
  Figure 4 - Schématisation d’une combustion adiabatique suivie d’un refroidissement des fumées Figure 5 - Représentation de l’exergie par une aire dans le diagramme entropique

2 - MOTEURS À GAZ

• 2.1 - Moteurs à flux continu
  Figure 7 - Cycle de Joule et cycle de Carnot associé Figure 8 - Schéma d’une turbine à gaz à cycle fermé Figure 9 - Travail réduit en fonction du taux de compression pour diverses températures maximales Figure 10 - Rendement et rendement relatif en fonction du taux de compression pour diverses températures maximales Figure 11 - Rapport des énergies de compression et de détente Figure 12 - Rendement d’un cycle réel pour diverses températures maximales Figure 13 - Évolution des températures de fins de compression et de détente pour diverses valeurs de la température maximale Figure 14 - Schéma d’une turbine à gaz en circuit fermé avec récupérateur de chaleur Figure 15 - Rendement d’une turbine avec récupérateur pour diverses valeurs de son efficacité Figure 16 - Schéma d’installation d’une turbine à gaz avec compression refroidie, détente réchauffée et récupérateur de chaleur Figure 17 - Évolution du fluide dans une installation de turbine à gaz avec compression refroidie, détente réchauffée et récupérateur de chaleur Figure 18 - Schéma d’une turbine à combustion interne Figure 19 - Schéma d’une turbine à combustion interne avec récupérateur Figure 20 - Évolution du fluide (ri  = 1) Figure 21 - Flux exergétiques et anergétiques (exprimés en kJ · kg–1) traversant les différents composants d’une TAC (richesse unité) Figure 22 - Évolution du fluide (ri  = 0,5) Figure 23 - Flux exergétiques et anergétiques (exprimés en kJ · kg–1) traversant les différents composants d’une TAC (richesse 0,5) Figure 24 - Schéma de constitution d’un turboréacteur Figure 25 - Évolution du fluide dans un turboréacteur Tableau 2 - Paramètres thermodynamiques aux différents points du cycle (TAC avec [...] Tableau 3 - Bilans énergétiques et exergétiques de chaque composant (TAC avec [...] Tableau 4 - Paramètres thermodynamiques aux différents points du cycle (TAC avec [...] Tableau 5 - Bilans énergétiques et exergétiques de chaque composant (TAC avec [...]
• 2.2 - Moteurs alternatifs à combustion interne (MACI)

  • Quiz d'entraînement
  Figure 26 - Schéma d’un système à capsulisme Figure 27 - Diagrammes de Watt (P, V) de cycles de moteur à apport thermique Figure 28 - Comparaison des cycles BdR et D Figure 29 - Schéma d’un moteur alternatif à combustion interne Figure 30 - Diagrammes indiqués de moteurs alternatifs à combustion interne Figure 31 - Schématisation d’une suralimentation par turbocompresseur Figure 32 - Diagrammes entropique et indiqué d’un moteur Diesel suralimenté Figure 33 - Évolution du fluide dans un turbocompresseur Tableau 6 - Caractéristiques du fluide aux points anguleux d’un cycle mixte. Pour [...] Tableau 7 - Échanges énergétiques dans le cas d’un cycle mixte. Pour un cycle [...]

3 - INSTALLATIONS MOTRICES À VAPEUR (IMV)

• 3.1 - Cycles des IMV
  Figure 34 - Cycle de Carnot en zone diphasique Figure 35 - Cycle de Rankine Figure 36 - Cycle de Hirn Figure 37 - Cycle à resurchauffe Figure 38 - Cycle à resurchauffe et un soutirage de vapeur
• 3.2 - Exemples d’applications – Énergies échangées – Rendements
  Figure 39 - Schéma d’ensemble d’une IMV à cycle à resurchauffe Figure 40 - Cycles de Rankine, de Hirn et à resurchauffe – Cycle de Carnot associé (fluide : eau) Figure 41 - Schéma d’une IMV à cycle de Hirn et soutirages de vapeur Figure 42 - Cycle de Hirn avec quatre soutirages

4 - COUPLAGE TAC/IMV – CYCLES COMBINÉS

5 - COGÉNÉRATION

• 5.1 - Cogénération avec des moteurs à combustion interne
• 5.2 - IMV à contrepression et réseau de chauffage
  Figure 45 - Schéma d’une installation de cogénération à turbine à vapeur à cycle de Hirn avec condensation à 100 °C
• 5.3 - IMV à condensation et soutirages pour procédés industriels

  • Quiz d'entraînement
  Figure 46 - IMV à condensation avec soutirages pour divers procédés

6 - GLOSSAIRE

7 - FICHE DE SYNTHÈSE

TEST DE VALIDATION