Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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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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Transition de phase6. Gaz réel
6.1 Validité de l’équation d’état des gaz parfaits
Pour marquer les écarts entre les gaz parfaits et les gaz réels on utilise le rapport, appelé facteur de compressibilité :
Par exemple, pour une température de 0 C le tableau 5 donne les valeurs de Z pour différents gaz à diverses pressions.
Généralement, on porte Z en ordonnée et la pression p en abscisse. Nous avons, évidemment Z = 1 pour les gaz parfaits, mais, également, pour les gaz réels aux très faibles pressions.
Dans ce système de coordonnées (Z, p), les isothermes de la vapeur d’eau ont l’allure représentée sur la figure 3.
HAUT DE PAGE6.2 Pression interne et covolume
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Dans un gaz réel, les forces d’interactions à distance entre molécules ne sont pas nulles et la pression qu’il exerce sur les parois du récipient qui le contient sera moins grande que si ce gaz était parfait. En appelant π la pression interne on pose :
pression du gaz parfait = pression du gaz réel + π
-
Dans un gaz réel, les molécules ne peuvent pas être considérées comme ponctuelles. Pour se déplacer les molécules ne disposent que du volume compris entre elles. Par conséquent, on est conduit à considérer un volume plus petit. En désignant par Vm le volume molaire, on pose :
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où
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est appelé le covolume. Il correspond au volume minimal que peut occuper la matière.
est appelé le covolume. Il correspond au volume minimal que peut occuper la matière.
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Gaz réel
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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