5 • Cycles
thermodynamiques
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5.2 Les cycles moteurs à vapeur
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Pour effectuer les bilans exergétiques pour un cycle fermé simple, on écrit :
[5.4]
où le facteur de Carnot est défini en prenant la température de la source i.
5.1.2 Cycle ouvert
I Cycle ouvert sans réaction chimique
Lorsque le fluide est rejeté dans l’atmosphère (cas du cycle à air ou de
certains cycles à vapeur), il est courant d’assimiler le fonctionnement de
la machine à un fonctionnement cyclique en faisant l’hypothèse que le
fluide refoulé peut être réintroduit, par une transformation simple (par
exemple un refroidissement isobare) dans le même état thermodynamique que celui du fluide aspiré. Une autre démarche consiste à analyser le
système ouvert en tenant compte des flux de matière et d’enthalpie.
I Cycle ouvert avec réaction chimique
Dans le cas des cycles à combustion interne, il est courant d’assimiler la
combustion à une source extérieure de chaleur, néanmoins, il est possible
de comptabiliser exactement les flux de matière (air et combustible)
entrants et sortants, et de déterminer ainsi l’enthalpie des flux de sortie.
5.2 Les cycles moteurs à vapeur
Dans cet ouvrage, seuls les concepts thermodynamiques généraux
seront présentés, le lecteur intéressé par des optimisations de cycles est
renvoyé aux ouvrages spécialisés qui existent sur ce sujet.
Dans les cycles moteurs à vapeur, un fluide (généralement l’eau) est utilisé. Au cours d’un tel cycle, des changements de phase ont lieu dans une
étape de vaporisation et dans une étape de condensation. Le cycle est
souvent fermé mais il peut être ouvert. Théoriquement, il est possible
xd
0
(a)
0 (b)
i
i
i
i
i i
i
i
i
q
w
q
w E
+
=
Ï
Ô
Ì q +
-
=
Ô
Ó
 Â
Â
Â