5 • Cycles
thermodynamiques
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5.2 Les cycles moteurs à vapeur
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un condenseur et une pompe. Le fluide utilisé est généralement l’eau.
Dans cette unité, il existe un circuit haute pression (HP) comprenant le
générateur de vapeur où se produit un changement de phase à pression
et température constantes et un circuit basse pression (BP) où se produit
la condensation à pression et température constantes. Ces deux circuits
sont connectés via d’une part une pompe qui permet de comprimer le
liquide pour le faire passer du circuit BP au circuit HP et d’autre part
d’une turbine qui détend la vapeur pour la transférer du circuit HP vers
le circuit BP où elle se condense.
Le cycle de base d’une turbine à vapeur est un cycle de Rankine qui
comprend deux isobares et deux adiabates et peut être décrit dans un
diagramme entropique (T, s) ou (h, s) à l’aide de cinq étapes
(Figure 5.1) :
– 1-2 : compression adiabatique du liquide;
– 2-3 : chauffage isobare du liquide;
– 3-4 : évaporation isobare et isotherme du liquide;
– 4-5 : détente adiabatique de la vapeur (accompagnée d’une condensation partielle);
– 5-1 : condensation totale de la vapeur à température et pression constantes.
Figure 5.2 – Schéma d’une machine motrice à vapeur simple
(les numéros renvoient à la figure 5.1).
Générateur
de vapeur
Condenseur
Pompe
Turbine
à
vapeur
5
1
2
4
T
T