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Thermique industrielle chap 4

Sommaire Chapitre Cycle de Turbine à gaz Turbomoteur ou turbopropulseur Cycle réversible de Brayton Cycle ouvert irréversible de Brayton Amélioration du cycle - Valorisation de l ? énergie Turboréacteurs Généralités Cycle de Turboréacteur simple au point ?xe Cycle du turboréacteur simple en vol Cycle du turboréacteur double débit ou double ux Turboréacteur double ux double corps Turboréacteur double ux simple corps Exemples de réalisations industrielles CChapitre Cycles de Turbines à gaz Les turbines à gaz sont séparées en deux catégories selon la nature de la puissance récupérée du uide en sortie de la turbine ? Les turbomoteurs et turbopropulseurs La turbine à gaz génère de la puissance mécanique extraite d ? un arbre Cet arbre peut entra? ner un rotor d ? hélicoptère une hélice d ? avion turbopropulseur un alternateur groupe électrogène Fig Principe du turbomoteur ou turbopropulseur Fig Principe du turboréacteur ? Les turboréacteurs La turbine à gaz génère de l ? énergie cinétique sous forme d ? un jet à haute vitesse qui sert à la propulsion des avions Le cycle thermodynamique qui représente les transformations des turbines à gaz est le cycle de Brayton Turbomoteur ou turbopropulseur Cycle réversible de Brayton Le cycle réversible de Brayton est composé de quatre transformations une compression isentropique un apport de chaleur ou combustion isobare une détente isentropique un retrait de chaleur isobare On dé ?ni deux rapports Le rapport thermique ? ? ? ? de compression ? P ? ?? ? P Y Timoumi ??ENIM - C Le rapport des températures T T Fig Cycle théorique de Brayton Les travaux et chaleurs échangés pendant les transformations élémentaires sont donnés Travail de compression WisC CPT ? ?? Travail de détente WisD C PT ? ? ?? ? ? L ? apport de chaleur Qch CP ?? ? Retrait de chaleur Q fr C PT ? ? ? ?? ? Le travail utile est Wu WisD ?? WisC CPT ?? ? ? ? ?? ? ? Le rendement thermique est th Wu Qch ? ?? ? Le rendement exergétique est ex th Carnot ? ?? ? ?? Le rendement thermique croit avec le rapport des pressions ? Cycle ouvert irréversible de Brayton Y Timoumi ??ENIM - CFig Cycle ouvert de Brayton Le cycle ouvert irréversible de Brayton est composé de trois transformations ? Une compression adiabatique de rendement isentropique de compression C is L ? air est assimilé à un gaz parfait le débit d ? air entrant dans la machine est mair ? Un apport de chaleur isobare combustion Le débit de combustible brûlé lors de la combustion est mcomb En ?n de combustion l ? air et les fumées de combustion sont assimilés à un gaz parfait de propriétés Cpg et ? g ? Une détente adiabatique de rendement isentropique de compression D is On introduit trois rapports deux rapports thermiques de compression et un rapport des températures ? ?? ? ? ? ? P P ? ? T is T ? ? ? ? P P ? ?g