5 • Cycles
thermodynamiques
171
5.2 Les cycles moteurs à vapeur
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Dans le diagramme (T, s), il est possible d’utiliser la règle des leviers
pour déterminer le nouveau titre en vapeur et positionner le point 5′.
Au niveau du rendement du cycle, si l’on néglige la variation insignifiante pour le point 2, la différence provient de la diminution du travail
moteur produit. Le nouveau travail représente 85 % du travail produit
dans les conditions réversibles si bien que l’on a :
[5.17]
Application numérique
Soit dans le cas de l’application numérique :
Ce cycle présente deux handicaps majeurs : d’une part, son rendement
est faible et d’autre part, la détente humide n’est pas réaliste car elle
entraîne une forte usure des turbines. Afin de surmonter ces deux difficultés, le cycle de Hirn est utilisé.
5.2.2 Le cycle à vapeur surchauffée de Hirn
Dans le cycle à surchauffe, on utilise une source chaude à plus haute
température puisque la température de la source chaude est alors supérieure à la température critique. Cela amène à effectuer le changement
de phase à une température inférieure à la température critique puis à
surchauffer la vapeur à une température supérieure à la température de
l’équilibre liquide-vapeur. Ce cycle à vapeur surchauffée possède deux
avantages essentiels par rapport au cycle de base de Rankine :
– la surchauffe augmente la température d’utilisation d’une partie de la
chaleur de la source chaude;
– la surchauffe permet d’effectuer un cycle sec (il n’y a pas de vapeur
humide dans la machine motrice) si la surchauffe a été choisie de telle
sorte qu’en fin de détente on se trouve sur la courbe de vapeur saturante à la température du condenseur.
La méthode pour obtenir la vapeur surchauffée est d’envoyer la vapeur
sèche en sortie de générateur de vapeur dans un surchauffeur (Figure 5.5)
où la vapeur est portée, à pression constante, à une température plus élevée.
irr
rev
is
h @ h h
irr
0, 375 0,85 0, 32
h @
¥
=
thermodynamiques
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5.2 Les cycles moteurs à vapeur
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Dans le diagramme (T, s), il est possible d’utiliser la règle des leviers
pour déterminer le nouveau titre en vapeur et positionner le point 5′.
Au niveau du rendement du cycle, si l’on néglige la variation insignifiante pour le point 2, la différence provient de la diminution du travail
moteur produit. Le nouveau travail représente 85 % du travail produit
dans les conditions réversibles si bien que l’on a :
[5.17]
Application numérique
Soit dans le cas de l’application numérique :
Ce cycle présente deux handicaps majeurs : d’une part, son rendement
est faible et d’autre part, la détente humide n’est pas réaliste car elle
entraîne une forte usure des turbines. Afin de surmonter ces deux difficultés, le cycle de Hirn est utilisé.
5.2.2 Le cycle à vapeur surchauffée de Hirn
Dans le cycle à surchauffe, on utilise une source chaude à plus haute
température puisque la température de la source chaude est alors supérieure à la température critique. Cela amène à effectuer le changement
de phase à une température inférieure à la température critique puis à
surchauffer la vapeur à une température supérieure à la température de
l’équilibre liquide-vapeur. Ce cycle à vapeur surchauffée possède deux
avantages essentiels par rapport au cycle de base de Rankine :
– la surchauffe augmente la température d’utilisation d’une partie de la
chaleur de la source chaude;
– la surchauffe permet d’effectuer un cycle sec (il n’y a pas de vapeur
humide dans la machine motrice) si la surchauffe a été choisie de telle
sorte qu’en fin de détente on se trouve sur la courbe de vapeur saturante à la température du condenseur.
La méthode pour obtenir la vapeur surchauffée est d’envoyer la vapeur
sèche en sortie de générateur de vapeur dans un surchauffeur (Figure 5.5)
où la vapeur est portée, à pression constante, à une température plus élevée.
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