5 • Cycles
thermodynamiques
164
5.2 Les cycles moteurs à vapeur
On note que le travail de compression isentropique du liquide est très faible
puisqu’il vaut 8,65 kJ/kg, à comparer à 1 403 kJ/kg pour l’enthalpie de changement de phase à 300 °C, ce qui justifiera de le négliger assez souvent. Pour
calculer la température du point 2, on utilise la relation [2.52] :
Pour l’eau liquide à 40 °C, β = 3,9×10
−4 K
−1 , c pl = 4 175 J.kg
−1 K
−1 et
v′ = 0,00101 m
3
.kg
−1
, si bien que :
Sur le diagramme (T, s), le point 2 est quasi confondu avec le point 1. Sur la
figure 5.3, il est exagérément éloigné du point 1 pour des raisons d’illustration de la compression.
Pour le point 5, on peut calculer ses coordonnées à partir de la règle des
leviers. On commence par calculer le titre en vapeur x, sachant que l’entropie du point 5 est égale à celle du point 4 :
Connaissant le titre en vapeur, on en déduit l’enthalpie du point 5 :
Connaissant les propriétés des points du cycle, il est maintenant possible
d’en calculer les bilans sur les différents composants ainsi que le rendement.
Dans le diagramme entropique (T, s), les chaleurs massiques échangées
par le fluide de travail sont visualisées par les aires : la chaleur transférée
au fluide de travail q s.c. au niveau du générateur de vapeur est représentée
par l’aire a234ba alors que la chaleur dégagée par le fluide de travail –q s.f.
au niveau du condenseur est représentée par l’aire b51ab. D’après la
règle de signe présentée au chapitre 1, q s.c. est positive car l’aire est décrite
dans le sens des aiguilles d’une montre alors que q s.f. est négative car
l’aire est décrite dans le sens inverse. Bien que n’apparaissant pas directe'
Pl
T
T
v P
c
D @
b D
4
5
313 3,9 10
0,001001 (85,81 0,0738) 10 K 0,25 K
4 175
T
-
D @
¥
¥
¥
-
¥
=
5
1
1
5,70 0,57 0,668
8, 25 0,57
v
s
s
x
s
s
-
-
=
=
=
-
-
5
167,46 (1 0,668) 2 573,94 0,668 1 774,99 kJ/kg
h =
¥ -
+
¥
=
thermodynamiques
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5.2 Les cycles moteurs à vapeur
On note que le travail de compression isentropique du liquide est très faible
puisqu’il vaut 8,65 kJ/kg, à comparer à 1 403 kJ/kg pour l’enthalpie de changement de phase à 300 °C, ce qui justifiera de le négliger assez souvent. Pour
calculer la température du point 2, on utilise la relation [2.52] :
Pour l’eau liquide à 40 °C, β = 3,9×10
−4 K
−1 , c pl = 4 175 J.kg
−1 K
−1 et
v′ = 0,00101 m
3
.kg
−1
, si bien que :
Sur le diagramme (T, s), le point 2 est quasi confondu avec le point 1. Sur la
figure 5.3, il est exagérément éloigné du point 1 pour des raisons d’illustration de la compression.
Pour le point 5, on peut calculer ses coordonnées à partir de la règle des
leviers. On commence par calculer le titre en vapeur x, sachant que l’entropie du point 5 est égale à celle du point 4 :
Connaissant le titre en vapeur, on en déduit l’enthalpie du point 5 :
Connaissant les propriétés des points du cycle, il est maintenant possible
d’en calculer les bilans sur les différents composants ainsi que le rendement.
Dans le diagramme entropique (T, s), les chaleurs massiques échangées
par le fluide de travail sont visualisées par les aires : la chaleur transférée
au fluide de travail q s.c. au niveau du générateur de vapeur est représentée
par l’aire a234ba alors que la chaleur dégagée par le fluide de travail –q s.f.
au niveau du condenseur est représentée par l’aire b51ab. D’après la
règle de signe présentée au chapitre 1, q s.c. est positive car l’aire est décrite
dans le sens des aiguilles d’une montre alors que q s.f. est négative car
l’aire est décrite dans le sens inverse. Bien que n’apparaissant pas directe'
Pl
T
T
v P
c
D @
b D
4
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313 3,9 10
0,001001 (85,81 0,0738) 10 K 0,25 K
4 175
T
-
D @
¥
¥
¥
-
¥
=
5
1
1
5,70 0,57 0,668
8, 25 0,57
v
s
s
x
s
s
-
-
=
=
=
-
-
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167,46 (1 0,668) 2 573,94 0,668 1 774,99 kJ/kg
h =
¥ -
+
¥
=