Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
RÉSUMÉ
Les machines frigorifiques et pompes à chaleur sont appelées, de plus en plus, à utiliser des mélanges comme fluide travail pour remplacer les fluides existants. Par rapport aux composés purs, l'équilibre entre phases des mélanges dépend de la composition. Dans un but d'optimisation et de réduction des coûts énergétiques, il est indispensable de pouvoir prédire correctement les diagrammes de phases et les propriétés thermodynamiques de mélanges et de pouvoir représenter les données expérimentales avec précision au moyen de modèles adaptés dans toutes les conditions d'utilisation.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Cooling and heat pumps machines are called upon more and more to use mixtures as working fluids in order to replace existing ones. In comparison to pure compounds, the equilibrium between the phases of mixtures depend on the composition. In order to optimize and reduce energetic costs, it is essential to predict correctly the phase diagram, to predict the thermodynamic properties of mixtures and to be able to represent experimental data accurately by means of adapted models in any condition of use.
Auteur(s)
-
Salaheddine CHABAB : Docteur de l'université PSL - Ingénieur Recherche Mines ParisTech
-
Patrice PARICAUD : Professeur de thermodynamique et de génie des procédés - Docteur de l’Imperial College London - Ingénieur de l’ENSIC Nancy Unité de chimie et procédé (UCP), ENSTA Paris, Institut polytechnique de Paris, Palaiseau
-
Christophe COQUELET : Professeur Mines ParisTech, Université PSL - Docteur de l’École des mines de Paris - Professeur agrégé de l’université - Ancien élève de l’ENS Cachan - Ingénieur ENSIACET
INTRODUCTION
Dans l’industrie chimique, pétrochimique, géochimique, pharmaceutique, la production de froid et d’énergie, la plupart des opérations unitaires concernent les mélanges et non pas les composés purs. L’étude thermodynamique des mélanges de fluides impliqués dans les procédés ou systèmes énergétiques est cruciale pour la compréhension des différents phénomènes intervenants à l’échelle moléculaire, et pour la détermination des informations nécessaires à la conception, l’optimisation et le contrôle des procédés. Par rapport aux composés purs, l’équilibre entre phases des mélanges dépend de leur composition. Dans un but d’optimisation et de réduction des coûts énergétiques, il est indispensable de disposer de données correctes des propriétés thermophysiques de mélanges, de pouvoir les représenter avec précision au moyen de modèles adaptés et d’être ainsi capables de calculer les équilibres entre phases dans toutes les conditions d’utilisation. Les modèles thermo-dynamiques sont les mêmes que ceux élaborés pour les corps purs [BE 8 030] mais étendus aux mélanges à l’aide de ce que l’on appelle « règles de mélange ». Les interactions moléculaires entre espèces chimiques différentes modifient le comportement d’un fluide et les thermodynamiciens en ont tenu compte dans leurs modèles.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
phase equilibria | equations of state | activity coefficient | COSMO
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2007 par Christophe COQUELET, Dominique RICHON
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Physique énergétique
(73 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Conclusion3. Ajustement des paramètres des modèles
Les paramètres d’interaction binaire doivent être ajustés à partir des données expérimentales. Il existe de nombreuses méthodes numériques qui permettent la détermination des paramètres d’interaction binaire. Pour cela, il est important de bien définir la fonction « objectif ». Généralement, elle dépend du type de calcul considéré. Le tableau 1 donne quelques exemples de ces fonctions.
Enfin, il est courant d’utiliser le maximum de vraisemblance (maximum likelihood) pour déterminer les paramètres d’interaction binaire. L’avantage de cette méthode est qu’elle tient compte des incertitudes expérimentales. La figure 14 présente l’algorithme de calcul.
Le tableau 2 présente un exemple de possibilité en ce qui concerne le choix d’un modèle thermodynamique selon les conditions dans lesquelles l’ingénieur travaille. Des ouvrages comme celui de l’IFPEN propose des outils d’aide sous forme d’algorithme plus ou moins complexe afin d’aider l’ingénieur à choisir son modèle. Il convient cependant de bien préciser que le choix final doit tenir compte de l’utilisation du modèle et que seule une comparaison avec des données expérimentales permettra de valider ce choix.
L’ajustement des paramètres nécessite une fonction « objectif » à minimiser.
Le choix d’un modèle thermodynamique s’effectue selon le niveau de pression, la nature des interactions moléculaires et la disponibilité de données expérimentales.
...
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Physique énergétique
(73 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Ajustement des paramètres des modèles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEWIS (G.N.), RANDALL (M.) - Thermodynamics and the free energy of chemical substances. - McGraw-Hill (1923).
-
(2) - WARK (K.) - Advanced thermodynamics for engineers. - McGraw-Hill, New York (1995).
-
(3) - RACKETT (H.G.) - Equation of state for saturated liquids. - Journal of Chemical and Engineering Data, 15, p. 514-517 (1970).
-
(4) - RENON (H.), PRAUSNITZ (J.M.) - Local compositions in thermodynamic excess functions for liquid mixtures. - AIChE journal, 14, p. 135-144 (1968).
-
(5) - ABRAMS (D.S.), PRAUSNITZ (J.M.) - Statistical thermodynamics of liquid mixtures : a new expression for the excess Gibbs energy of partly or completely miscible systems. - AIChE Journal, 21, p. 116-128 (1975).
-
(6) - BONDI (A.A.) - Physical properties...
ANNEXES
Mines ParisTech, PSL Université, CTP – Centre thermodynamique des procédés 38, rue Saint honoré, 77305 Fontainebleau Cedex Tel : (33)164694962 Fax : (33)164694968
ENSTA Paris, IP Paris UCP – Unité chimie et procédés 828 boulevard des Maréchaux, 91762 PALAISEAU Cedex Tel : (33) 181872026
INREAE, Génie des procédés frigorifiques pour la sécurité alimentaire et l’environnement (FRISE) 1, rue Pierre-Gilles de Gennes, CS 10030 92761 Antony Cedex Tél. : +33(0)1 42 75 90 00
ENSIC, Université de Lorraine, LRGP (Laboratoire réactions et génie des procédés) 1, rue Grandville BP 20451 54001 Nancy Tél : +33(0) 3 72 74 36 00
CNAM, Laboratoire du froid, des systèmes énergétiques et thermiques (Lafset) Case 2LAF01 292, rue Saint Martin 75141 Paris Cedex 03 Tel : +33(0) 1 58 80 85 65
INSA LYON, Centre d’énergétique et de thermique de Lyon (CETHIL) Bâtiment Sadi-Carnot, 9, rue de la Physique Campus LyonTech La Doua 69621 Villeurbanne cedex Tel : +33(0)4 72 43 88 10
HAUT DE PAGE
CAMPESTRINI (M.) – Étude thermodynamique des équilibres solide-liquide-vapeur : application à la cryogénie et aux unités de séparation de l’air. Thèse École des Mines de Paris, 432 p. (2014).
CHAPOY (A.) – Étude des équilibres des systèmes eau-hydrocarbures-gaz acides dans le cadre de la production de gaz. Thèse...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Physique énergétique
(73 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Physique énergétique
(73 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
