TD 2 Thermodynamique Appliquée

TD 2 : Thermodynamique appliquée
Exercice 1 :
Un compresseur aspire l’air ambiant (𝑇1 =20°C et 𝑃1 =1 bar) à raison de 1.5 l/h. L’air est refoulé à une pression
de 𝑃2 =10 bar. Le fonctionnement du compresseur peut être caractérisé par un rendement isentropique de 80%
par rapport à un fonctionnement idéal. Le compresseur est entrainé par une turbine adiabatique et réversible
utilisant de la vapeur d’eau comme fluide moteur. La vapeur doit sortir de la turbine à l’état de vapeur saturé
à 50 KPa. La pression à l’entrée de la turbine est de 4 MPa.
1) Déterminer le débit massique de l’air à travers le compresseur.

2) Calculer la puissance à fournir au compresseur.
3) En déduire le débit massique de la vapeur à travers la turbine.
Exercice 2 :
Une centrale thermique à turbine à gaz fonctionne suivant un cycle de joule simple. La basse pression est de
100.KPa et la haute pression de 1200KPa. L’air entre au compresseur à 30°C avec un débit massique de
2,875 𝐾𝑔/𝑠 et sort de la turbine à 500°C. Le compresseur a un rendement isentropique de 82% et la turbine a
un rendement isentropique de 88%.
Chambre de
2 combustion 3
1.2 MPa
Turbine
Compress
eur
100KPa 500°C
On donne : 4
1
30°C
- La constante spécifique massique de l’air : 𝑟 = 287J.𝐾 −1 . 𝐾𝑔−1
- La capacité thermique à pression constante de l’air Cp=1,0035KJ. 𝐾 −1 . 𝐾𝑔−1
- Le coefficient adiabatique de l’air : 𝛾 =1,4
1- Déterminer le débit volumique de l’air à l’entrée du compresseur

2- Evaluer la puissance nette de la centrale
3- Quelle fraction représente la puissance du compresseur par rapport à celle de la turbine ?
4- Calculer le rendement thermique de la centrale ?
Exercice 3 :
Une installation motrice à gaz fonctionne suivant le cycle de Brayton, utilise l’aire comme fluide moteur.
L’aire entre dans le compresseur à 0.1 MPa et 15°C, il en sort à la pression de 0.5 MPa. La température
maximale est de 900°C. A la sortie de la chambre de combustion l’air subit une première détente dans la
turbine haute pression qui sert à entraîner le compresseur. Le travail utile est fourni lors d’une deuxième
détente dans la turbine basse pression.
1- Sachant que le rendement isentropique du compresseur est de 80% et celui des deux turbines 85%.
a- Donner le schéma de principe de cette installation ainsi que le cycle thermodynamique
associé sur le diagramme (T,S).
b- Calculer la température et la pression en chaque point du cycle (représenter les résultats sous
forme de tableau).
c- Calculer le travail du compresseur, le travail utile et le rendement de l’installation.
2- Pour améliorer le rendement on introduit dans cette installation un régénérateur de rendement de

régénération de 0.98.
a- Donner le nouveau schéma de l’installation et le cycle thermodynamique associé
b- Calculer la nouvelle valeur du rendement en supposant que la température maximale du cycle est
toujours égale à 900°C.
Exercice 04 :
Le cylindre d’un moteur, qui opère selon un cycle d’Otto, possède un diamètre de 50 mm et la course du piston
est égale à 80 mm. L’espace mort est égal à 20 cm3.
1°) Calculer le rendement du cycle de ce moteur.
2°) Calculer le débit du carburant à assurer si la puissance fournie est de 10 ch.
On donne : Pouvoir calorifique du combustible (essence) P = 4500 kJ/kg
Exercice 05 :
La température et la pression à l’entrée d’un moteur diesel, sont respectivement égales à 15 °C et 1 bar. Si la
température maximum du cycle est égale à 1000°C et le rapport de compression est égal à 14. Calculer
l’efficacité du cycle standard.
Exercice 06 :
Un cycle théorique avec un seul étage utilisant le R134 comme réfrigérant, fonctionne à une température de
condensation de 30°C et une température d’évaporation de -20°C. le système produit une puissance
frigorifique de 50 KW. Déterminer :
a) les propriétés thermodynamique pour les quatre points du cycle ;
b) le coefficient de performance du cycle ;
c) le débit du réfrigérant.
Exercice 07 :
Déterminer les propriétés thermodynamiques de chaque point du cycle à double compression. Le coefficient
de performance et le débit du réfrigérant circulant dans l’installation, la température de saturation au
niveau du refroidisseur intermédiaire est de 0°C. Les conditions de fonctionnement du cycle sont les même
de l’exercice précédent.

TD 2 Thermodynamique Appliquée

Transféré par

Droits d'auteur :

Formats disponibles

TD 2 Thermodynamique Appliquée

Transféré par

Informations du document

Copyright

Formats disponibles

Partager ce document

Partager ou intégrer le document

Options de partage

Avez-vous trouvé ce document utile ?

Ce contenu est-il inapproprié ?

Droits d'auteur :

Formats disponibles

TD 2 Thermodynamique Appliquée

Transféré par

Droits d'auteur :

Formats disponibles

TD 2 : Thermodynamique appliquée

1) Déterminer le débit massique de l’air à travers le compresseur.

1- Déterminer le débit volumique de l’air à l’entrée du compresseur

2- Pour améliorer le rendement on introduit dans cette installation un régénérateur de rendement de

Vous aimerez peut-être aussi