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RÉSUMÉ
Le comportement des mélanges diffère profondément de celui des corps purs, du fait que la pression et la température ne restent pas constantes lors des changements d'état. Dans cet article, nous expliquons ce phénomène dans une première partie, avant de fournir des exemples de diagrammes de mélanges et d'y représenter trois types de cycles. La troisième partie traite quant à elle des mélanges utilisés dans les cycles à absorption.
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The behavior of mixtures differs profoundly from that of pure substances, because pressure and temperature do not remain constant during changes of state. In this paper, we explain this phenomenon in the first part, and go on to provide examples of mixture charts where three types of cycle are represented. The third part deals with mixtures used in absorption cycles.
Auteur(s)
-
Renaud GICQUEL : Professeur - PSL – Research University, PERSEE – Centre procédés, énergies renouvelables et systèmes énergétiques, Mines ParisTech, Sophia Antipolis, France
INTRODUCTION
Cet article [BE 8 042] et le suivant Diagrammes thermodynamiques – Mélanges humides et combustion [BE 8 043] font suite aux articles Diagrammes thermodynamiques – Généralités [BE 8 040] et Diagrammes thermodynamiques – Fluides purs, azéotropes et gaz idéaux [BE 8 041] dans lesquels ont été présentés les diagrammes relatifs aux corps purs et aux mélanges azéotropiques. Ils traitent des diagrammes utilisés pour représenter les propriétés des mélanges de fluides thermodynamiques les plus employés dans les divers domaines d'application du génie énergétique, à l'exception de la cryogénie, qui ne sera pas abordée ici (cf. article [B 2 380]). Dans tous ces articles, sauf pour celui relatif à la combustion [BE 8 043], les mélanges considérés sont non réactifs.
Cet article est composé de deux parties correspondant à des domaines d'application distincts :
-
l'étude des diagrammes des fluides frigorigènes dits à glissement de température, extension, pour des mélanges de vapeurs de composition fixée, des diagrammes présentés dans le paragraphe 1 de l'article [BE 8 041] ;
-
la présentation des diagrammes utilisés pour analyser les cycles à absorption, mélanges de composition variable d'un sorbant et d'un réfrigérant (en pratique eau-ammoniac ou bromure de lithium-eau).
Enfin, précisons que cet article et le suivant font, avec l'autorisation des Presses de l'École des mines de Paris, de très larges emprunts aux ouvrages du même auteur « Systèmes Énergétiques » .
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MOTS-CLÉS
Diagrammes Fluides thermodynamiques Réfrigération Cycles organiques de Rankine Conversion de l'énergie Machines thermiques
KEYWORDS
charts | thermodynamic fluids | refrigeration | Organic Rankine Cycles | energy conversion | thermal machines
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2003 par Renaud GICQUEL
DOI (Digital Object Identifier)
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Principes de calcul des propriétés de base des mélanges
En anglais
5. Glossaire – Définitions
Cubique ; Cubic EOS
Équation d'état se présentant sous forme d'une cubique dont l'intérêt est de pouvoir être résolue analytiquement.
Diagramme de Clapeyron ; Clapeyron chart
Diagramme thermodynamique comportant le volume massique en abscisse et la pression en ordonnée.
Diagramme entropique ; Entropy Chart
Diagramme thermodynamique comportant l'entropie en abscisse et la température en ordonnée.
Diagramme exergétique enthalpique ; Enthalpy Exergy Chart
Diagramme thermodynamique comportant l'enthalpie en abscisse et l'exergie en ordonnée.
Diagramme exergétique entropique ; Enthalpy Exergy Chart
Diagramme thermodynamique comportant l'entropie en abscisse et l'exergie en ordonnée.
Diagramme des frigoristes ; (h, ln P) Chart
Diagramme thermodynamique comportant l'enthalpie en abscisse et la pression en ordonnée, généralement avec une échelle logarithmique.
Diagramme de Merkel ; Merkel Chart
Diagramme thermodynamique d'un mélange binaire comportant la fraction massique du soluté ou du solvant en abscisse et l'enthalpie en ordonnée. Il permet de superposer les informations de plusieurs lentilles d'équilibre isobares tout en faisant apparaître les enthalpies.
Diagramme de Mollier ; Mollier Chart
Diagramme thermodynamique comportant l'enthalpie en abscisse et l'entropie en ordonnée.
Diagramme de Oldham ; Oldham Chart
Diagramme thermodynamique d'un mélange comportant la température de bulle en abscisse et la pression en ordonnée, généralement avec une échelle logarithmique. Il permet de visualiser les courbes de pression saturante du mélange considéré pour différentes valeurs de sa composition.
Gaz idéal ; Ideal Gas
Modèle de fluide dont l'énergie interne et l'enthalpie sont indépendantes du volume et de la pression.
Glissement de température ; Temperature Glide
Différence de température correspondant, à pression donnée, au changement d'état du mélange.
Lentille d'équilibre isobare ; Isobaric Equilibrium Lens
Diagramme de phase d'un mélange binaire à une pression donnée.
Lentille d'équilibre isotherme ; Isothermic Equilibrium Lens
Diagramme de phase d'un mélange binaire à une température donnée.
...
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Glossaire – Définitions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REID (R.C.), PRAUSNITZ (J.M.), POLING (B.E.) - The properties of gases and liquids. - 4th Edition, McGraw-Hill (1987).
-
(2) - ASHRAE - Fundamentals handbook (SI) thermophysical properties of refrigerants. - (2001).
-
(3) - ZIEGLER (B.), TREPP (Ch.) - Equation of state for ammonia-water mixtures. - Revue Internationale du Froid, vol. 7, no 2, Butterworth, mars 1984.
-
(4) - GICQUEL (R.) - Systèmes énergétiques, – Tome 1 : Méthodologie d'analyse, bases de thermodynamique, Thermoptim – Tome 2 : Applications. - Presses de l'École des mines de Paris (2009).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
CTP Lib (librairie du Centre thermodynamique des procédés de Mines ParisTech) http://dirons.mines-paristech.fr/Thopt/fr/co/CTPLib.html
L'article [BE 8 044] passe en revue toute une série de progiciels de thermodynamique
HAUT DE PAGE
Le portail Thermoptim-UNIT renvoie sur plusieurs sites Internet dédiés aux fluides thermodynamiques http://www.thermoptim.org/
HAUT DE PAGE3.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
CNAM (IFI) http://iffi.cnam.fr
Centre thermodynamique des procédés (CTP) http://www.mines-paristech.fr/
École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC) http://ensic.univ-lorraine.fr/...
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