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Article

1 - UTILISATION DU PREMIER PRINCIPE

2 - UTILISATION DU SECOND PRINCIPE

  • 2.1 - Égalité de Jouguet limitée aux irréversibilités internes
  • 2.2 - Bilan énergétique interne d’une turbomachine

3 - TRAVAIL RÉVERSIBLE D’UN GAZ

4 - REPRÉSENTATION DES ÉVOLUTIONS SUR LES DIAGRAMMES THERMODYNAMIQUES

Article de référence | Réf : BM4282 v1

Travail réversible d’un gaz
Turbomachines - Thermodynamique de la conversion d’énergie

Auteur(s) : Michel PLUVIOSE, Christelle PÉRILHON

Date de publication : 10 janv. 2003

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Auteur(s)

  • Michel PLUVIOSE : Professeur honoraire du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM)

  • Christelle PÉRILHON : Maître de conférences - Chaire de turbomachines du CNAM

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INTRODUCTION

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.

Nota :

Cet article constitue le troisième volet d’une série consacrée aux turbomachines :

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm4282


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3. Travail réversible d’un gaz

3.1 Expression générale

  • La quantité de travail τ qu’un fluide peut échanger de manière réversible est constituée de la variation de ses formes utiles (c’est- à-dire transformables) d’énergie : énergies piézométrique (correspondant à la pression statique), cinétique et potentielle de position. La variation de cette dernière étant toujours négligeable à la traversée d’une turbomachine qui véhicule un gaz, la relation (32) dans Turbomachines- Mécanisme de la conversion d’énergie permet d’écrire :

    où e et s indiquent respectivement l’entrée et la sortie de la machine, p la pression et ρ la masse volumique du fluide.

    Puisqu’il s’agit d’un travail interne, débarrassé des frottements de disque du fait de la réversibilité, et qui doit transiter par un organe mécanique en mouvement, on pourra le désigner au moyen du symbole Wi , rev tel que :

    Mais, comme l’on aura aussi à calculer le travail par étage dans les machines multicellulaires, on désignera désormais par o et f les états initial et final de l’évolution, lesquels coïncident avec e et s pour la machine complète.

    Dans le cas d’une machine génératrice (compresseur), Wi, rev est appelé travail de compression et dans le cas d’une machine réceptrice (turbine), on prendra sa valeur absolue appelée travail de détente.

    ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - VAVRA (M.H.) -   Aero-Thermodynamics and Flow in Turbomachines,  -  J. Wiley and sons (1960).

  • (2) - ROY (M.) -   Mécanique,  -  Dunod (1966).

  • (3) - SEDILLE (M.) -   Turbomachines hydrauliques et thermiques  -  tome 1 - Mécanique des fluide incompressibles - Masson (1966).

  • (4) - SEDILLE (M.) -   Turbomachines hydrauliques et thermiques  -  tome 2 - Pompes centrifuges et axiales, turbines hydrauliques - Masson (1967).

  • (5) - SEDILLE (M.) -   Turbomachines hydrauliques et thermiques  -  tome 3 - Thermodynamique technique - Masson (1969).

  • (6) - SEDILLE (M.) -   Turbomachines hydrauliques et thermiques  -  tome 4 - Mécanique des fluides compressibles - Masson (1970).

  • ...

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