Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Marcel FRELIN : Ingénieur CNAM - Docteur de l’Université - Sous-directeur de Laboratoire honoraire au Conservatoire National des Arts et Métiers
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les machines hydrauliques et thermiques occupent dans l’énergétique moderne un rôle essentiel. Dans la plupart des applications industrielles, on rencontre des turbomachines, des moteurs à combustion interne et souvent les deux en même temps.
Ces machines sont traversées par un fluide qui leur cède, ou communique, du travail, d’où la nécessité de maîtriser les principales propriétés des fluides pour comprendre le mécanisme physique des transferts d’énergie entre le fluide et les parties mobiles de ces machines.
Cet article a pour objet de rappeler à l’ingénieur les caractéristiques utiles des fluides incompressibles et compressibles indispensables à l’étude et à l’utilisation des machines hydrauliques et thermiques.
Les notions essentielles de thermodynamique technique, de mécanique des fluides, de thermique ont été évoquées ainsi que les gaz parfaits et réels, les changements de phases et les caractéristiques de la vapeur d’eau. Une place toute particulière a été faite au diagramme de Mollier. Ce système de coordonnées, enthalpie-entropie, est pratique pour évaluer les bilans énergétiques des centrales thermiques ou nucléaires et facilite l’étude des divers étages d’une turbine à vapeur.
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Gaz réel5. Gaz parfait
5.1 Équation d’état
La loi de Mariotte, complétée par les travaux de Gay-Lussac, conduit à l’équation d’état des gaz parfaits :
avec :
- p :
- pression, en pascals
- V :
- volume, en m3
- n :
- nombre de moles
- R :
- constante universelle des gaz parfaits ayant pour valeur 8,31441 J · kg−1 · K−1
- T :
- température, en kelvins.
En désignant par M la masse molaire d’un gaz on pose :
r = R / MDans ces conditions, r est une constante qui dépend de la nature du gaz (tableau 4) et l’équation d’état d’un gaz parfait peut s’écrire :
ou
pv = rTm est la masse du gaz parfait contenue dans le volume V et v le volume massique.
HAUT DE PAGE5.2 Capacités thermiques massiques
En vertu de la loi de Joule, l’énergie interne d’un gaz parfait ne dépend que de la température. Il en est de même, évidemment, pour l’enthalpie puisque :
h = u + pv = u + r TL’énergie interne et l’enthalpie étant des fonctions d’état on montre que, quelle que soit la nature de l’évolution, on a toujours pour un gaz parfait :
du = cV dTet
dh = cp dTLes capacités thermiques massiques cV et cp d’un gaz parfait ne sont donc fonction que de la température et dans le cas d’un gaz dit « idéal parfait » elles sont constantes. Elles sont données, à pression constante, pour différents...
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Gaz parfait
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COUSTEIX (J.) - Turbulence et couche limite. - Cépadues - Éditions. 1989.
-
(2) - COUTURE (L.), CHAHIME (Ch.), ZITOUN (R.) - Thermodynamique classique et propriétés de la matière. - Dunod Université. 1980.
-
(3) - DOUCHEZ (M.) - Étude des transferts en mécanique des fluides monophasiques. - Masson et Cie Éditeurs. 1965.
-
(4) - FRIBERG (J.) - Gaz et vapeurs à pression moyenne. - Technique de l’ingénieur - B 4200. 1988.
-
(5) - GOSSE (J.) - Guide technique de thermique. - Bordas. 1981.
-
(6) - CPCU - Guide technique de la vapeur. - Technique et documentation. 1980.
-
...
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