Présentation
Auteur(s)
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Michel PLUVIOSE : Professeur honoraire du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM)
-
Christelle PÉRILHON : Maître de conférences - Chaire de turbomachines du CNAM
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
La thermodynamique permet l’extension des principes de la mécanique aux milieux continus et déformables que sont les fluides compressibles. Elle aura donc à être utilisée pour les compresseurs et les turbines lorsque les rapports de pression seront suffisamment importants pour que les effets de la compressibilité se manifestent, ce qui sera généralement le cas. Les notions fondamentales présentées dans cet article pourront servir de base à l’étude particulière de chaque type d’appareil développée dans la rubrique Machines hydrauliques et thermiques.
Cet article constitue le troisième volet d’une série consacrée aux turbomachines :
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- Turbomachines. Description. Principes de base ;
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Turbomachines. Mécanisme de la conversion d’énergie ;
-
BM 4 282 - Turbomachines. Thermodynamique de la conversion d’énergie ;
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- Turbomachines. Bilan énergétique et applications ;
-
- Turbomachines. Pour en savoir plus.
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4. Représentation des évolutions sur les diagrammes thermodynamiques
Les deux diagrammes thermodynamiques les plus utilisés sont le diagramme de Mollier (h, S ) et le diagramme entropique (T, S ), dont les propriétés sont exposées en particulier dans l’article spécialisé de ce traité.
Aussi se bornera‐t‐on ici à rappeler ou à compléter les connaissances nécessaires à l’analyse des turbomachines.
On utilise surtout le diagramme de Mollier lorsque le fluide est éloigné de l’état parfait car la lecture directe de l’enthalpie sur l’échelle des ordonnées facilite l’application du Premier Principe. C’est celui qui est privilégié dans les bureaux d’études.
Les travaux Wi et τS qui s’expriment par des différences d’enthalpie s’y concrétisent aisément.
Le diagramme entropique est plus riche didactiquement, car les aires représentent des énergies ; il sera abondamment utilisé ci‐après.
4.1 Isobares d’un gaz idéal parfait dans un diagramme entropique
Une turbomachine fonctionnant entre deux états de pression, le tracé des isobares est primordial. Pour cela, reprenons l’expression (16) de l’article :
L’entropie massique d’un gaz parfait a pour expression différentielle :
qui, en supposant c p constante, s’intègre sous la forme :
On peut alors construire le diagramme entropique d’un gaz parfait (figure 4) et en dégager les principales propriétés.
En particulier :
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les...
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