Présentation
English
Auteur(s)
-
Michel PLUVIOSE : Professeur honoraire du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM)
-
Christelle PÉRILHON : Maître de conférences - Chaire de turbomachines du CNAM
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Lire l’articleINTRODUCTION
La thermodynamique permet l’extension des principes de la mécanique aux milieux continus et déformables que sont les fluides compressibles. Elle aura donc à être utilisée pour les compresseurs et les turbines lorsque les rapports de pression seront suffisamment importants pour que les effets de la compressibilité se manifestent, ce qui sera généralement le cas. Les notions fondamentales présentées dans cet article pourront servir de base à l’étude particulière de chaque type d’appareil développée dans la rubrique Machines hydrauliques et thermiques.
Cet article constitue le troisième volet d’une série consacrée aux turbomachines :
-
- Turbomachines. Description. Principes de base ;
-
Turbomachines. Mécanisme de la conversion d’énergie ;
-
BM 4 282 - Turbomachines. Thermodynamique de la conversion d’énergie ;
-
- Turbomachines. Bilan énergétique et applications ;
-
- Turbomachines. Pour en savoir plus.
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Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques
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Utilisation du Second Principe
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1. Utilisation du Premier Principe
1.1 Travail échangé sur l’arbre d’une turbomachine
Pour le cas particulier de systèmes ouverts en régime stationnaire, dont la turbomachine est un exemple, on peut simplifier l’expression du Premier Principe de thermodynamique (cf. relation 13).
L’expression modifiée du Premier Principe s’écrit :
avec :
- Wi :
- travail interne (massique)
- Q :
- quantité de chaleur échangée avec l’extérieur (mas- sique)
- hi :
- enthalpie massique d’arrêt.
Le travail interne Wi est, bien entendu, relié au travail sur l’arbre τ a issu du mécanisme de conversion d’énergie par la relation (cf. relation 17 et relation 46) :
avec :
- Pf,d :
- puissance due aux frottements de disque
- q mi :
- débit massique interne dans lequel cette puissance se dissipe.
En utilisant, par exemple, le schéma de la figure 1 pour apprécier les fuites, on a :
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