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Examen thermodynamique appliquee 2015 principale

Ecole Nationale d ? Ingénieurs de Monastir Juin Energétique EXAMEN DE THERMODYNAMIQUE DE L ? INGÉNIEUR SESSION PRINCIPALE Documents non autorisés Durée H Préparé par Kh Mejbri Cycle combiné frigori ?que moteur au CO Pour promouvoir la valorisation des rejets thermiques à hautes températures des installations frigori ?ques opérant selon un cycle combiné frigori ?que moteur utilisant le CO comme uide de travail peuvent être exploité es à cet e ?et Ce type d ? installation est conçu pour des applications en automobile et est actionnée aux rejets thermiques disponibles sous forme des fumées d ? échappement du moteur diesel On se propose d ? e ?ectuer une analyse préliminaire en régime établi du fonctionnement d ? un climatiseur servant au conditionnement d ? air d ? un bus de transport et opérant selon le cycle en question voir ?gure ci-jointe L ? installation est composée d ? un compresseur un réchau ?eur à gaz une turbine un refroidisseur à gaz un détendeur un évaporateur et deux récupérateurs thermiques échangeurs de chaleur internes Compresseur Compression adiabatique bi-étagée du CO Premier étage de compression de P bar à P bar ème étage de compression de P bar à P bar Rendement isentropique des deux étages C Refroidissement intermédiaire jusqu ? à T C Turbine Détente adiabatique du CO de P bar à P bar Rendement isentropique de l ? expansion Tb Réchau ?eur à gaz Chau ?age isobare du CO jusqu ? à T C Chau ?age réalisé à l ? aide des fumées chaude s ? échappant du moteur diesel Entrée sortie des fumées au réchau ?eur Tf e C Tf s C CRefroidisseur à gaz Refroidissement isobare du CO jusqu ? à T C Air de refroidissement à T C Détendeur Détente isenthalpique de Joule-Thomson de P bar à P bar Évaporateur L ? évaporateur sert au conditionnement d ? air de l ? espace interne du bus Le CO s ? évapore à PE bar et TE C Surchau ?e commandé à la sortie de l ? évaporateur C Puissance frigori ?que Q E kW L ? air humide extérieur à T C et est refroidi dans l ? évaporateur jusqu ? à Ts C et ensuite sou é à travers des grilles dans le bus Récupérateurs thermiques et Les deux récupérateurs de chaleur sont caractérisés par des e ?cacités thermiques E R T T ??T ??T E R T T ??T ??T Étude à e ?ectuer A Analyse énergétique de l ? installation N B Les résultats de cette partie sont à résumer dans le tableau Les questions et doivent être résolues simultanément Représenter le cycle thermodynamique de la machine sur le diagramme enthalpique P ??H ci-joint Déterminer les propriétés thermodynamiques du CO aux di ?érents sommets du cycle Tracer l ? allure des pro ?ls de température dans le réchau ?eur et l ? é vaporateur Déterminer le débit massique du CO en circulation dans l ? installation m CO Calculer les puissances thermiques échangées avec