Approfondissez les notions d’entropie, d’irréversibilité et de création d’entropie avec la présentation détaillée du deuxième principe de la thermodynamique. L’application de ce concept aux convertisseurs d’énergie montre un comportement différent de l’énergie thermique par rapport aux autres formes d’énergie.

L’optimisation d’un système énergétique passe par l’évaluation du poids des irréversibilités sur le fonctionnement du système. L’objet de cet article est d’analyser les deux approches existantes pour aborder cette question. La première est basée sur l’étude des bilans entropiques en régime transitoire ou en régime permanent. La seconde est la méthode exergétique qui prend en compte les concepts du premier et du deuxième principe de la thermodynamique.

Découvrez les équations associées aux fluides en écoulement et conduisant au calcul du bilan de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie cinétique. La connaissance des transferts de masse et de chaleur s’avère fondamentale pour résoudre un grand nombre de problèmes énergétiques.

La combustion sert à produire de la chaleur ou de l’énergie mécanique. Dans les deux cas, la maîtrise du processus nécessite de bien connaitre les équations qui régissent ce phénomène : équations de combustions, températures de rosée des fumées ou encore les limites d’inflammabilité.

La maîtrise des caractéristiques d’une combustion est critique pour de nombreuses applications. Par exemple, le dimensionnement d’installations motrices ou de chauffage nécessite de connaitre les débits d’air  et de fumée ou encore le bon fonctionnement d’installations motrices repose sur le contrôle de la température de combustion.

La thermodynamique est à la base de l'énergétique, puisqu'elle sert à décrire et analyser le fonctionnement des systèmes énergétiques. Cet article décrit le formalisme de la thermodynamique sous cet angle de vue énergétique, utile notamment pour l'étude de machines thermiques et d'échangeurs de chaleur. Après une présentation du premier principe, l'article présente  l'étude des systèmes fermés et des systèmes ouverts. 

En dynamique des fluides réels, deux grands types d’écoulement sont distingués, l’écoulement laminaire et l’écoulement turbulent. En théorie, les équations générales de bilans sont applicables, cependant les fluctuations des paramètres thermocinématiques du fluide introduisent des inconnues supplémentaires.

Les fluides, qui font partie intégrante de tout système thermodynamique, sont avant tout caractérisés par leur vitesse de déformation et leur viscosité. Dans le cas particulier d’un écoulement sans rotation, la viscosité n’a plus d’effet, ce qui rend beaucoup plus simple son traitement mathématique.

Les analyses simples reposant sur l’hypothèse d’un écoulement unidimensionnel permettent une compréhension immédiate des problèmes engendrés par des écoulements pourtant tridimensionnels. Les cas particuliers de l’écoulement isentropique d’un gaz parfait et ceux d’un écoulement en canalisation cylindrique, qu’il soit de Fanno (adiabatique irréversible) ou de Rayleigh (réversible et non adiabatique) sont traités.  

Les applications du génie énergétique ont, pour la grande majorité d’entre elles, recours à des fluides en écoulement. Pour réussir la bonne mise en œuvre de tout système thermique, la connaissance approfondie de la physique et de la cinématique des fluides est donc incontournable.