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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET

POPULAIRE

UNIVERSITE FARHAT ABBES SETIF 1

FACULTE DE TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE

Devoir DE machines thermiques

Exercices des cycles

Réaliser par :
Benghebrid Hadjer

2023
Exercice 02 :
1/ Détermine le rendement thermodynamique du cycle dans le cas de la centrale
thermique est surchauffée à 350 °C :
T 3=350 ℃ ; P2=P3 =3 MPa=3000 KPa ; P1=P 4=10 KPa ; s2=s 1 ;

s3=s 4=6.7450 Kj / Kg . K (Tableau A6)

 h1=hl=191.81 Kj /Kg (Tableau A5)

h2 =h1 +ϑ p ( P2−P1 ) ; ϑ p =0.001010 m3 / Kg (Tableau A5)

 h2 =191.81+ 0.001010(3000−10)=194.83 Kj/ Kg

 h3 =3116.1 Kj/ Kg (Tableau A6)

s 4 −s f 6.7450−0.6492
x= = =0.8128
s fg 7.4996

 h 4=h f + x hfg=191.81+0.8128 × 2392.1=2136.108 Kj /Kg

1h −h
4 191.81−2136.108
Donc : ¿ 1+ h −h =1+ 3116.1−194.83 =0.334=33 %
3 2

2/ Détermine le rendement thermodynamique du cycle dans le cas de la centrale


thermique est surchauffée à 600 °C :

T 3=600 ℃ ; P2=P3 =3000 KPa ; P1=P 4=10 KPa ; s2=s 1 ;

s3=s 4=7.5103 Kj / Kg. K (Tableau A6)

 h1=hl=191.81 Kj /Kg (Tableau A5)

h2 =h1 +ϑ p ( P2−P1 ) ; ϑ p =0.001010 m3 / Kg (Tableau A5)

 h2 =191.81+ 0.001010(3000−10)=194.83 Kj/ Kg

 h3 =3682.8 Kj / Kg (Tableau A6)

s 4 −s f 7.5103−0.6492
x= = =0.91486
s fg 7.4996
 h 4=h f + x hfg=191.81+091486 × 2392.1=2380.246 Kj / Kg

1h −h
4 191.81−2380.246
Donc : ¿ 1+ h −h =1+ 3682.8−194.83 =0.374=37 %
3 2

3/ Détermine le rendement thermodynamique du cycle dans le cas de La


pression dans la chaudière est augmentée à 15MPa sachant que la température à
l’entrée de la turbine est maintenue à 600°C :
T 3=600 ℃ ; P2=P3 =15 MPa=15000 KPa ; P1=P 4=10 KPa ; s2=s 1 ;

s3=s 4=6.6796 Kj / Kg . K (Tableau A6)

 h1=hl=191.81 Kj /Kg (Tableau A5)

h2 =h1 +ϑ p ( P2−P1 ) ; ϑ p =0.001010 m3 / Kg (Tableau A5)

 h2 =191.81+ 0.001010(15000−10)=206.95 Kj/ Kg

 h3 =3583.1 Kj / Kg (Tableau A6)

s 4 −s f 6.6796−0.6492
x= = =0.8041
s fg 7.4996

 h 4=h f + x hfg=191.81+0.8041 ×2392.1=2115.3 Kj /Kg

1h −h
4 191.81−2115.3
Donc : ¿ 1+ h −h =1+ 3682.8−194.83 =0.448=45 %
3 2
Exercice 03 :

P1=P6 =10 KPa ; P2=P3 =15 MPa=1500 KPa ; P4 =P5 ; T 3=T 5=600 ℃ ;

y=0.104 ; x+ y=1 ⇒ x=1− y =1−0.104=0.896 ; s1=s 2 ; s3=s 4=6.6796 Kj /kg . K

(Tableau A6) ;
s5=s 6=s f + x s fg =0.6492+0.896 ×7.4996=7.3688=7.37 Kj/ Kg

1/ Détermine la pression :

Après la consultation des tableau thermodynamique A6 : P5=4 MPa=P4

2/ Calcul le rendement du cycle de Rankine :

 h1=191.81 Kj / Kg
 h2 =h1 +ϑ p ( P2−P1 ) =191.81+ 0.001010(15000−10)=206.95 Kj/kg
 h3 =3583.1 Kj / Kg
 h5 =3674.9 Kj / Kg
 h6 =h1 + x hfg=191.81+0.896 × 2392.1=2335.13 Kj /Kg
 h 4=¿

À P = 4 MPa on a s4 =¿6.6796 ; donc on a trouvé les valeurs d’enthalpie et


température de point 4 par le tableau thermodynamique A6 :

T S H
350 6.5843 3093.3
T4 6.6796 h4

400 6.7714 3214.5

6.7714−6.5843 3214.5−3093.3 400−350


= =
6.7714−6.6796 3214.5−h4 400−T 4

3214.5−3093.3
h 4=3214.5− =3155.03 Kj /Kg
 6.7714−6.5843
6.7714−6.6796
400−350
T 4=400− =375.47 ℃
 6.7714−6.5843
6.7714−6.6796

Alors :
|W T| ( h2−h1 ) + ( h4 −h3 ) + ( h 6−h5 ) |( 206.95−191.81 ) + ( 3155.03−3583.1 )+ (2335.13−3674.9 )|
¿ = = =0.449=45 %
qc ( h3 −h2 ) + ( h 5−h 4 ) ( 3583.1−206.95 ) + ( 3674.9−3155.03 )

Exercice 04 :
P4 =P5=15 MPa=15000 KPa ; T 5=600 ℃ ; P7=P1 =10 KPa ;

P2=P3 =P 6=1.2 MPa=1200 KPa ; s5=s 6=s7=¿6.6796 Kj/Kg. K

1/ Déterminer la fraction de la vapeur soutirée de la turbine :

 h1=191.81 Kj / Kg (Tableau A5)


 h2 =h1 +ϑ p ( P2−P1 ) =191.81+ 0.001010(1200−10)=193.01 Kj / Kg
 h3 =798.33 Kj / Kg (Tableau A5)
 h 4=h 3+ϑ p ( P 4−P3 ) =798.33+0.001138 (15000−1200)=814.03 Kj/ Kg
 h5 =3583.1 Kj / Kg (Tableau A6)
 h6 =¿

T S H
200 6.5909 2816.1
T6 6.6796 h6

250 6.8313 2935.6

6.8313−6.5909 2935.6−2816.1 250−200


= =
6.8313−6.6796 2935.6−h6 250−T 6

2935.6−2816.1
h6 =2935.6− =2860.19 Kj / Kg
 6.8313−6.5909
6.8313−6.6796

250−200
T 6=250− =218.45℃
 6.8313−6.5909
6.8313−6.6796

Alors : h3 =
M0
M
h6 + (
M −M 0
M
h2 )
h3−h2 798.33−193.01
⇒ y= = =0.2269=0.227
h 6−h2 2860.19−193.01
On a : x + y=1 → x=1− y=1−0.227=0.773

 h7 =h1 + x h fg=191.81+0.773 ×2392.1=2 040.903 Kj / Kg

2/ Calcul le rendement du cycle :

|W T| ( h2−h1 ) + ( h4 −h3 ) + ( h 6−h5 ) |( 193.01−191.81 )+ ( 814.03−798.33 )+ ( 2860.19−3583.1 )|


¿ = = =0.21=21 %
qc ( h3 −h2 ) + ( h 5−h 4 ) ( 798.33−193.01 ) + ( 3583.1−814.03 )

q ( 1− y ) ( h 7−h1 ) 0.773 (2040.903−191.81)


Or : ¿ 1− d =1− =1− =0.48=48 %
qc h5−h 4 3583.1−814.03

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