Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

C. Guilié Mars 2016 Moteurs à combustion interne 4ième partie Machines à flux c

C. Guilié Mars 2016 Moteurs à combustion interne 4ième partie Machines à flux continu C. Guilié Mars 2016 I- Turbines à gaz I-1Principe de fonctionnement C. Guilié Mars 2016 La turbine du département I-1-1 Les turbines terrestres Compresseur Chambre de combustion Turbine C. Guilié Mars 2016 Une turbine Industrielle Compresseur Chambre de combustion Turbine C. Guilié Mars 2016 I-1-2 Les turbines aéronautiques C. Guilié Mars 2016 Corps basse pression Corps haute pression Larzac (Alfajet) Réacteur double flux: Taux de dérivation 53% Poussée : 1320daN NHP : 22750 tr/mn NBP : 17000 tr/mn Masse : 290kg Tuyères Chambre de combustion C. Guilié Mars 2016 Olympus (concorde) Chambre de combustion Turboréacteur simple flux avec post-combustion: Masse: 3360kg Poussée:13310daN NHP: 8530tr/mn NBP: 6500tr/mn. Compresseur Turbine Chambre de postcombustion Tuyère Silencieux et rétropropulsion C. Guilié Mars 2016 I-1-3 Éléments constitutifs Grille d’aubes de compresseur Dans l’exemple: Va1=100m/s, Ve=200m/s et r=1kg/m3 => p3/p1=1,4 Dans la pratique: p3/p1 n’excède jamais 1,25 pour un compresseur axial par contre pour un compresseur centrifuge p3/p1 peut aller jusqu’à 3 C. Guilié Mars 2016 Pompage des compresseurs C. Guilié Mars 2016 Grille d’aubes de turbine Les taux de détente sont de l’ordre de l’ordre de 3 à 4 C. Guilié Mars 2016 Le fluage des aubes de turbine C. Guilié Mars 2016 I-2 Cycle élémentaire des turbines à gaz C. Guilié Mars 2016 Entréei pi, Ti, hi Sortie i+1 pi+1, Ti+1, hi+1 i i i i i i h h qe wi       1 1 , 1 , Système ouvert => C. Guilié Mars 2016 a) Évolution 1-2 Si elle était réversible: Rendement isentropique:          c T T   ) 1 ( 1 1 2 C. Guilié Mars 2016 c) Évolution 3-4 b) Évolution 2-3 C. Guilié Mars 2016 isd id d w w   Rendement isentropique: d) Travail et rendement C. Guilié Mars 2016 Simplification : hc et hd=1 => cycle de Brayton-Joules: Taux de compression optimum du cycle réel (travail maximum): ) 1 )( 1 ( 1      CpT wi C. Guilié Mars 2016 Courbes caractéristiques pour une machine moderne C. Guilié Mars 2016 I-3 Cycles à rendement maximum Le rendement d’Ericsson est identique au rendement de Carnot: Cycle d’Ericsson C. Guilié Mars 2016 a) cycle à régénération            2 1 2 4 3 1 2 T T T T T T si hc=hd=1 donc   C. Guilié Mars 2016 b) Approche pratique du cycle d’Ericsson: Compression refroidie, régénération et réchauffe C. Guilié Mars 2016 I-4 Turboréacteur TJ CD T    C. Guilié Mars 2016 I-4 Gaz réel C. Guilié Mars 2016 Gaz pseudo idéal :     T T Cp CpdT T h 273 ) 273 ( ) ( ) 273 ( ) 273 ( 273 273          R R F F T R T F T Cp T Cp dT Cp dT Cp h R F ) ( 1 2 273 273 1 2 T T Cp dT Cp CpdT h T T        Déterminer la chaleur de combustion faire : Le travail d’un compresseur ou d’une turbine : ) (T Cp Cp  Si l’évolution de Cp est linéaire:  Cp C. Guilié Mars 2016 II-4 Chambre de turbines à gaz 1°) Problèmes particuliers Travail indiqué faible=>débit important Aubes turbine très sollicitées (F. centrifuges) et toujours en contact avec le fluide chaud T°C sortie limitée et homogène? Richesse globale faible (0,1 à 0,5) Rendement, perte de charge? Stabilité? qm V tséjour r  Vitesse<30m/s Foyer>3ms Chambre>5ms 2°) Configuration géométrique C. Guilié Mars 2016 3°) Essais de chambre 300 8 , 1 2 T e Vp qma   Charge aérodynamique: Stabilité Rendement Altitude Régime C. Guilié Mars 2016 5°) exemple de réalisation C. Guilié Mars 2016 II- Turbines à vapeur Intérêt de la vapeur dans l’industrie: - Lyophilisation (café, lait…) - Séchage (pâte à papier, fourrage…) - Cuisson, stérilisation… =>Diminution du coût de transport, conserverie, processus chimiques… La force motrice - Usines d’électricité (détente totale) - Autosuffisance industrielle (détente hybride) - Cogénération (UEM) C. Guilié Mars 2016 II-1 Principe de fonctionnement C. Guilié Mars 2016 Régulateur Palier Garnitures d’étanchéité Rotor Stator La turbine du département Limiteur C. Guilié Mars 2016 Passage de la vapeur Injecteur supersonique Rotor à aubes symétriques Stator Turbine à action: C. Guilié Mars 2016 Turbine de centrale à combustible fossile Corps HP Corps MP Corps BP C. Guilié Mars 2016 Rotor BP de turbine nucléaire 1300MW 1800tr/mn C. Guilié Mars 2016 II-2 Cycle élémentaire Dans les cycles à vapeur: température et pression sont dépendantes C. Guilié Mars 2016 Inconvénients de ce cycle: -TC <350°C (fossile) 285°C (nucléaire) : limitée par Tcritique de l’eau (374°C) Respectivement: 165bar 53% et 70bar 47% pour TF=20°C - Partie 2-3=>réduction du rendement / Carnot -Détente 4-5 humide (rendement, maintenance) Vvapeur=650m/s -TF>35°C limitée par le volume de la vapeur à basse température (grandes dimensions des étages BP, prix) Taux de détente 3500 (37étages de p=1,25), SsortieBP=35m2 C. Guilié Mars 2016 II-3 Soutirage et réchauffe Rankine: le soutirage Surchauffe: Hirn (fossiles) Limite actuelle T4’=540°C Resurchauffe: PWR T4’<285°C C. Guilié Mars 2016 II-4 Cycle mixte ou combiné Gaz Vapeur C. Guilié Mars 2016 Centrale de Blénod lès Pont à Mousson hth=60% C. Guilié Mars 2016 II-5 Combinaison de cycles à vapeurs C. Guilié Mars 2016 Diagramme de Mollier Pour l’eau liquide:  C h  q est la température en °C et C=4,18kJ/kgK. la puissance réelle de la pompe est: P p qv P    . uploads/Industriel/ moteurs-a-flux-continu.pdf