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Renaud GICQUEL : Professeur à l’École des mines de Paris - Directeur du Centre d’énergétique
INTRODUCTION
En mettant en évidence les transformations subies par les fluides et en permettant de les calculer, au moins de manière approximative, les diagrammes font partie des outils de base du thermodynamicien. Leur intérêt est double :
permettre de représenter graphiquement les cycles ;
faciliter l’estimation des propriétés thermodynamiques des fluides.
Du fait des possibilités offertes par les progiciels de calcul des propriétés des fluides qui sont de plus en plus répandus, le second intérêt a tendance à diminuer tandis que le premier conserve toute son actualité. Visualiser sur un diagramme un cycle calculé à l’aide d’un outil informatisé permet même souvent de s’assurer qu’il ne comporte pas de point aberrant dû à une erreur lors de l’entrée des données...
Un diagramme se présente sous forme d’un graphique plan comportant le tracé d’un certain nombre de courbes remarquables, notamment des familles d’isovaleurs des fonctions d’état.
Pour un diagramme papier, la lecture de l’état d’un point se fait d’une part sur les axes, et d’autre part par interpolation entre les courbes d’isovaleurs. Pour un diagramme interactif, elle s’obtient par un simple clic de souris, les valeurs précises étant affichées à l’écran.
Comme nous le montrerons dans cet article, différents systèmes de coordonnées sont retenus selon les cas, les plus utilisés pour les corps purs étant le diagramme entropique (T, s), le diagramme de Mollier (h, s) et le diagramme (h, ln P) dit des frigoristes.
Cette étude est divisée en quatre parties :
une présentation des généralités sur les diagrammes et un rappel des bases de thermodynamique, objet du présent article ;
l’analyse des diagrammes des fluides purs, des mélanges azéotropiques et des gaz idéaux (article ) ;
l’étude des diagrammes de mélanges de fluides non azéotropiques (article ) ;
une présentation de quelques progiciels de thermodynamique.
D’une manière générale, nous avons volontairement adopté une présentation aussi simple que possible des choses, orientée vers la seule compréhension des diagrammes et des progiciels de thermodynamique, avec quelques indications sur leur construction pratique.
Les lecteurs intéressés par de plus amples développements théoriques pourront se reporter aux références bibliographiques, et en particulier à l’article .
Enfin,...
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VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 2 de juil. 2015 par Renaud GICQUEL
- Version courante de mars 2020 par Renaud GICQUEL
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Diagrammes thermodynamiques - Généralités
Principales transformations dans les processus industriels
Références bibliographiques
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