Le cours est consacré aux transferts d'énergie dans les machines utilisant des fluides compressibles. Les principales machines étudiées sont les compresseurs volumétriques, les turbines à vapeur et à gaz (ou à combustion). Pour chaque machine, des éléments de technologies ainsi que les évolutions thermodynamiques sont présentés. Pour les turbines à gaz et à vapeur, le cours détaille les cycles thermodynamiques associés aux installations de production d’énergie incluant ces composants. Les élèves seront capables de calculer les caractéristiques et les rendements d’installations relativement simples et auront les bases et la méthode pour évaluer les performances d’installations énergétiques plus complexes.
Objectif pédagogique
- Choisir et dimensionner un compresseur volumétrique pour une application particulière de gaz comprimé
- Lire et utiliser un diagramme de Mollier
- Calculer et analyser une installation incluant une turbine vapeur, une turbine gaz, ou une installation mixte
- Calculer le rendement d’une installation
- Ils auront acquis des connaissances de technologies et de vocabulaire sur les différentes machines et cycles vus en cours. Les élèves auront de plus un aperçu de l’utilisation d’un logiciel d’analyse et de calcul de cycles thermodynamiques (ThermOptim).
Positionnement du cours dans la formation
Ce cours est un complément du cours d’Energétique des Machines 1 (Majeure Energétique) qui est centré sur des machines à fluides incompressibles telles que pompes ou ventilateurs. Ce cours utilise d’autre part les bases de mécanique des fluides compressibles et constitue un pré-requis au cours « An Introduction to Pinch Analysis & Process Integration »
Supports de cours
Polycopié de cours (260 pages) incluant le cours et des exercices
Support de cours en ligne :
- principaux éléments de cours incluant des animations spécifiques ou des vidéos, par exemple sur le fonctionnement des machines ou sur les cycles.
- Exercice entièrement corrigés et expliqués par des supports sonorisés
Pré-requis
Notions de base de thermodynamique : premier et second principes, enthalpie, entropie
Notions de base sur les écoulements compressibles : relation de Barré de Saint Venant
Contenu
Rappels de thermodynamique
Compresseurs volumétriques : Compresseurs alternatifs, rotatifs, compression étagée, compression de gaz réels
Turbines : vapeur, gaz. Classification et technologies, Transformation thermodynamique dans une turbine, Installation motrice à gaz, cycles de turbine à vapeur, cycles combinés gaz-vapeur
Travail personnel demandé
Au début de chaque cours, les élèves seront capables de résumer les principales notions du cours précédent.
Travail personnel sur les supports de cours en ligne et le polycopié.
Travail des exercices, à partir des éléments donnés dans le polycopié, mais également par les supports disponibles en ligne.
Evaluations
Libellé (Français)
Libellé (Anglais)
Energétique des machines 2
Applied thermodynamics and machinery
Commentaires sur les modes d'évaluation
Devoir surveillé (un exercice : calcul d'une installation industrielle)
