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RÉSUMÉ
Les propriétés thermodynamiques des corps purs peuvent être représentées graphiquement dans un plan, sous forme de diagramme thermodynamique. Plusieurs systèmes de coordonnées peuvent être choisis, en fonction de l'usage qui est fait de ces diagrammes. Dans cet article, nous fournissons une douzaine d'exemples de diagrammes et montrons comment trois types de cycles peuvent y être représentés.
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Renaud GICQUEL : Professeur - PSL – Research University, PERSEE – Centre procédés, énergies renouvelables et systèmes énergétiques, Mines ParisTech, Sophia Antipolis, France
INTRODUCTION
Cet article fait suite à l'article Diagrammes thermodynamiques – Généralités [BE 8 040] dans lequel ont été présentées les bases de thermodynamique qui permettent d'établir les diagrammes. Nous renvoyons le lecteur à cet article pour les explications sur les équations utilisées et pour la nomenclature.
Cet article est lui-même structuré en trois parties : tout d'abord, sont présentés les principaux types de diagrammes utilisés en pratique ; une douzaine d'exemples relatifs à quelques fluides courants sont ensuite donnés ; pour terminer, la représentation dans ces diagrammes de trois cycles thermodynamiques de base est expliquée (cycle d'une centrale électrique à vapeur, cycle de réfrigération au R 134a, et cycle de turbine à gaz).
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2002 par Renaud GICQUEL
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3. Représentation de cycles usuels dans les diagrammes
Afin d'illustrer l'utilisation des diagrammes que nous avons étudiés dans le paragraphe 1, nous présentons ici trois exemples de cycles thermodynamiques simples, le premier correspondant à une centrale de production d'électricité à vapeur d'eau [B 1 250], le second à une installation de réfrigération à compression utilisant du R 134a [BE 9 733], et le troisième à une turbine à gaz, aussi appelée turbine à combustion [B 4 410]. Ces exemples ont été modélisés avec le progiciel Thermoptim, qui permet de calculer facilement des cycles thermodynamiques relativement complexes sans être pour autant obligé ni de recourir à des simplifications outrancières, ni de se livrer à des calculs fastidieux. Une version de démonstration, avec licence d'utilisation gratuite (pour Windows, MacIntosh, Linux ou Unix) et contenant entre autres les exemples présentés ci-dessous, peut être téléchargée gratuitement à partir du site : http://www.thermoptim.org/.
Les lecteurs intéressés par d'autres exemples pourront aussi se référer au tome 2 de l'ouvrage de l'auteur cité en bibliographie ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOREL (L.) - Thermodynamique et énergétique. - Presses Polytechniques Romande, Lausanne, vol. 1, 1984, vol. 2 (exercices corrigés) (1987).
-
(2) - GICQUEL (R.) - Systèmes énergétiques. - Tome 1 : Méthodologie d'analyse, bases de thermodynamique. Thermoptim, Presses de l'École des Mines de Paris (2009).
-
(3) - GICQUEL (R.) - Systèmes énergétiques. - Tome 2 : Applications aux technologies de conversion de l'énergie. Presses de l'École des Mines de Paris (2009).
-
(4) - GOURDET (G.), PROUST (A.) - Les diagrammes thermodynamiques. - Dunod, Paris (1950).
-
(5) - REID (R.C.), PRAUSNITZ (J.M.), POLING (B.E.) - The properties of gases and liquids. - 4th Edition, McGraw-Hill (1987).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
L'article [BE 8 044] passe en revue toute une série de progiciels de thermodynamique.
HAUT DE PAGE
Le portail Thermoptim-UNIT renvoie sur plusieurs sites Internet dédiés aux fluides thermodynamiques http://www.thermoptim.org/
HAUT DE PAGE3.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
CNAM (IFI) http://iffi.cnam.fr
École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC) http://ensic.univ-lorraine.fr/
IFP http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/
ENSIACET ...
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