Bibliographie & annexes
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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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Coefficients de la thermodynamique3. Rappel des principes de thermodynamique
3.1 Systèmes thermodynamiques
Définir un système thermodynamique, c’est délimiter la région de l’espace où se trouve la matière dont on veut étudier les propriétés. Pour distinguer cette région du reste de l’univers, on la limite par une surface fermée qui peut être réelle ou imaginaire. Le complémentaire du système thermodynamique par rapport à l’univers est appelé le milieu extérieur.
Un système est dit ouvert s’il échange de la matière et de l’énergie avec le milieu extérieur par exemple un moteur, une turbomachine, une fusée, etc.
Un système est dit fermé s’il n’échange que de l’énergie avec l’extérieur, sans transfert de matière. Étudier un système fermé, c’est centrer son analyse sur une quantité donnée de matière, tel, par exemple, un gaz emprisonné dans un cylindre surmonté d’un piston ou un circuit d’eau d’une centrale thermique ou nucléaire.
Un système est dit isolé s’il n’échange ni matière ni énergie avec son milieu extérieur.
HAUT DE PAGE3.2 Variables d’état
La thermodynamique que l’on utilise dans le domaine des machines et des moteurs ne se préoccupe que des propriétés qui sont directement observables et mesurables. C’est ce que l’on désigne habituellement par la « thermodynamique macroscopique ».
L’état dans lequel se trouve un système à une date donnée est caractérisé par des grandeurs que l’on appelle variables d’état ou coordonnées thermodynamiques.
HAUT DE PAGE3.3 Premier principe de la thermodynamique
Soit un système constitué de corps quelconques et limité par une surface réelle ou fictive au travers de laquelle s’effectuent les échanges de travail et de chaleur.
Considérons, alors, une transformation qui amène le système d’un état initial (i) à un état final (f ). Dans cette transformation, le système éprouve...
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Rappel des principes de thermodynamique
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.
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(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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