5 • Cycles
thermodynamiques
165
5.2 Les cycles moteurs à vapeur
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
ment sur ce diagramme, le travail s’en déduit facilement car, d’après le
premier principe du cycle fermé, il est donné par :
w ext + q s.c. + q s.f. = 0
[5.5]
Le travail produit est négatif et sa valeur absolue est égale à la différence
entre les deux aires :
−w ext = q s.c. + q s.f. = aire [a234ba] − aire [a15ba] = aire [123451]
[5.6]
Notons que ce travail est la somme du travail produit à la turbine plus le
travail utilisé pour actionner la pompe :
w ext = w turb + w p
sans oublier que w p est positif et w turb est négatif.
Le rendement de conversion thermodynamique est défini par :
[5.7]
Utiliser le premier principe en système ouvert aux différents composants conduit, pour les deux composants considérés adiabatiques (ici la
pompe et la turbine), au travail échangé avec l’extérieur qui est donné
par l’équation [1.34] :
soit
[5.8]
où w représente le travail échangé par unité de masse de fluide frigorigène. Le travail massique w t se déduit directement par lecture sur le diagramme (h, s) où l’enthalpie h 4 − h 5 se lit directement. C’est la raison
pour laquelle ce diagramme est le plus couramment utilisé pour ce type
de cycle.
Pour le générateur de vapeur et le condenseur, il n’y a aucun échange de
travail avec l’extérieur si bien que l’on utilise l’équation [1.33] pour
obtenir la quantité de chaleur échangée avec l’extérieur :
ext
th
s.c.
aire 123451
aire a234ba
w
q
-
h =
=
(
)
(
)
ou
s
e
s
e
W m h h
w
h h
=
-
=
-
5
4
2
1
et
t
P
w h h
w
h h
= -
= -
(
)
(
)
ou
s
e
s
e
Q m h h
q
h h
=
-
=
-