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RÉSUMÉ
Parmi les configurations utilisant les changements de phases figurent les machines à sorption (absorption , adsorption ) mais aussi les machines a éjecteurs. Quelques machines à gaz permanent sont aussi décrites , dont le tube de Ranque-Hilsch , les pulse tubes et machines acoustiques. La dernière catégorie étudiée est celle qui utilise les effets thermoélectriques. Ces trois ensembles sont les plus importants vu leur impact industriel. Néanmoins le panorama ne serait pas complet si on ne citait pas les nouvelles configurations émergentes telles que les configurations thermomagnétiques
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Phase change configurations include sorption machines, but also configurations with ejectors. More specific cases with permanent gases are also described in this article, mainly the Ranque-Hilsch tube and pulse tubes or acoustic configurations. A third category uses thermoelectrical effects. These categories are the main ones in terms of industrial impact. However, this list is incomplete as new advances are being made, such as thermomagnetic configurations.
Auteur(s)
-
Michel FEIDT : Professeur, Université de Lorraine, Nancy, France
INTRODUCTION
Les machines considérées dans cet article ne sont pas des machines à cycle inverse courantes. Elles utilisent des systèmes basés sur des principes physiques différents qui ont des conséquences sur l’analyse des cycles.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2003 par Michel FEIDT
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Machines thermoélectriques
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2. Machines à changement de phase
2.1 Machines à compression mécanique de vapeur
Même si la description de ces machines a été abondamment abordée dans les deux premiers paragraphes de l’article Production de froid et revalorisation de la chaleur : principes généraux [BE 8 095], on voudrait ici mettre en évidence les évolutions récentes accélérées par le renouvellement imposé des fluides frigorigènes, ainsi que quelques applications moins conventionnelles, au moins au niveau du principe. D’autres articles, concernant notamment les machines frigorifiques, détaillent celles-ci des points de vue conception et commande, entre autres aspects.
La figure 7 rend compte de l’évolution des efficacités des MAF en fonction de la puissance mécanique consommée. On s’aperçoit que cette efficacité décroît rapidement vers les petites puissances, pour tendre vers une valeur de type asymptotique aux fortes puissances. Ainsi, pour des puissances de l’ordre du mégawatt, l’efficacité froide vaut environ 0,70. Cette courbe a été établie à partir des données disponibles dans la littérature et de données des constructeurs.
Une application particulière sur laquelle il faut insister, vu sa singularité, est la compression mécanique de vapeur. Cette technique a connu un développement depuis environ dix ans en France. Elle intéresse les procédés de concentration par évaporation, distillation, cristallisation, puis récupération thermique. L’opération de concentration par évaporation est l’opération unitaire où la compression mécanique de vapeur est la plus couramment utilisée (tout particulièrement dans les industries agroalimentaires). Le schéma de la figure 8 représente une telle installation.
Dans cette technique, la vapeur produite dans le procédé est utilisée après compression pour assurer le chauffage par transfert thermique vers le fluide d’entrée. Le système est donc un système ouvert....
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Machines à changement de phase
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HILSCH (R.) - The use of the expansion of gases in a centrifugal field as cooling process. - The Review of scientific instruments, vol. 18, n° 2, p. 108, fév. 1947.
-
(2) - VIAUD (P.), SCLABAS (J.L.), MAUFFREY (G.) - Rapport de projet. - IUT GTE, Longwy (1993).
-
(3) - NIKA (Ph.) - Convertisseurs thermoacoustiques et dimensionnement. - [BE 8 062] (2007).
-
(4) - DOMBLIDES (J.P.), DALIGAUD (J.), DODRAY (C.), PELFRENE (G.) - Tube à gaz pulsé. - Rev. Gén. Froid, p. 47-49, janv.-fév. 1992.
-
(5) - LIANG (J.), RAVEX (A.), ROLLAND (P.) - Study on pulse tube refrigeration. - Cryogenics, vol. 36, n° 2, p. 87-106 (1996).
-
(6) - SWIFT (G.W.) - Thermoacoustic engines and refrigerators. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Thermodynamique appliquée. Premier principe. Énergie. Enthalpie.
-
Thermodynamique appliquée. Deuxième principe. Entropie.
-
Thermodynamique appliquée. Bilans entropiques et exergétiques.
-
Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique. Cycles monoétagés.
-
Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique. Cycles multiétagés.
-
Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique. Fluides.
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