5 • Cycles
thermodynamiques
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5.2 Les cycles moteurs à vapeur
Aux arrondis près, on retrouve bien le rendement du cycle de Rankine et on
note que la température entropique de la source chaude est de 501,5 K au
lieu de 573 K pour la température de la source extérieure de chaleur.
I Cycle avec compression et détente irréversibles
Si le cycle n’est plus endoréversible mais que l’on tient compte des irréversibilités au niveau de la pompe et de la turbine, la démarche est similaire. Le point 1 est inchangé de même que les points 3 et 4, en revanche
les points 2 et 5 ne sont plus situés sur les isentropes dans la mesure où
les transformations adiabatiques ne sont plus réversibles. On a besoin
d’une information supplémentaire pour placer les points 2 et 5 dans le
diagramme. Dans ce cas, on utilise les rendements isentropiques introduits précédemment dans le chapitre 3. On a défini les rendements isentropiques d’une détente ou d’une compression adiabatiques donnés
respectivement par :
détente
compression
Application numérique
Supposant, dans notre exemple que η = 0,85, on peut facilement positionner
les nouveaux points 2′ et 5′. Pour le point 2′, on se souvient que la variation
d’enthalpie au travers de la pompe était de 8,65 kJ/kg, elle deviendra 8,65/
0,85 = 10,17. Pour le point 5, on avait h 5 = 1 775 alors que, pour le point 4,
on a h 4 = 2 748,62; pour le point 5′, on aura :
h 5′ = 2 748,62 − 0,85(2 748,62 − 1 775) = 1 921,04
Pour le point 2′, la variation est insignifiante et ne peut pas être portée
sur un diagramme, en revanche, pour le point 5′, la différence est notable. Le positionnement du point 5′ (Figure 5.4) est particulièrement
facile dans le diagramme (h, s) puisque l’enthalpie se lit directement.
,irr
irr
rev
,rev
s
e
is
s
e
h
h
W
W
h
h
-
h =
=
-
,rev
rev
irr
,irr
s
e
is
s
e
h
h
W
W
h
h
-
h =
=
-