Les machines thermiques - publié le 01/07/2015

Thèmes abordés

Machines thermiques, performance, moteur, cycle moteur de CARNOT, machine frigorifique de CARNOT, machine à écoulement

Résumé du document

C'est un dispositif permettant de transformer de l'énergie thermique en
énergie mécanique ou inversement grâce à un fluide qui subit des cycles de transformation en échangeant avec le milieu extérieur du travail et du transfert thermique.

Extraits

[...] PAC : (figure) e=-Qch/W e Tch/Tch-Tfr (irréversible/réversible) (théorème de CARNOT) e d'autant + grand que les 2 sources ont des températures proches Moteur réel : il est constitué de 4 pistons dans leur cylindre, d'une bielle reliant le piston au vilebrequin (arbre commun) pour assurer le mouvement rotatif et l'entrainement d'un arbre à cames commandant les soupapes des cylindres. * moteur à explosion/essence à 4 temps (cycle de BEAU DE ROCHAS) : - admission (admission isobare) - compression (compression adiabatique réversible) - explosion-détente (échauffement isochore + détente adiabatique réversible) - échappement (refroidissement isochore + échappement isobare) * moteur à gazole/diesel à 4 temps (cycle d'OTTO) : - admission (admission isobare) - compression (compression adiabatique réversible) - explosion-détente (échauffement isobare + détente adiabatique réversible) - échappement (refroidissement isochore + échappement isobare) Frigo et PAC réels : systèmes à condensation, dont le fluide frigorifique/caloporteur suit le circuit : - compresseur - condenseur - détendeur - évaporateur Machine à écoulement : pour un fluide en écoulement stationnaire traversant un élément de machine thermique où il échange un travail utile massique wu et un transfert thermique massique le 1e principe entre l'entrée et la sortie de l'élément est : Δh = wu + q Pour un frigo ou une PAC : - Δhcompresseur = wu,compresseur - Δhcondenseur = qcondeuseur = qch > 0 - Δhdétendeur = 0 - Δhévaporateur = qevaporateur = qfr > 0 * pour le frigo : e = qfr/w = Δhevaporateur/Δhcompresseur * pour la PAC : e = -qch/w = - Δhcondenseur/Δhcompresseur Diagramme enthalpique : pour déterminer la variation d'enthalpie massique d'un fluide au cours de chaque transformation d'un cycle. [...]

[...] Les Machines Thermiques Machine thermique : c'est un dispositif permettant de transformer de l'énergie thermique en énergie mécanique ou inversement grâce à un fluide qui subit des cycles de transformation en échangeant avec le milieu extérieur du travail et du transfert thermique ; elle peut être : - machine monotherme : un thermostat T0, Q 0 (réceptrice)
 W = - Q et Se = Q/T0 - machine ditherme : deux thermostats Tch et Tfr, Se W > 0 ou W [...]