5 • Cycles
thermodynamiques
192
5.3 Les cycles moteurs à gaz
froid. Les échanges internes de chaleur sont effectués dans un échangeur
à contre-courant (régénérateur) dans lequel le gaz BP (basse pression)
qui se refroidit cède de la chaleur au gaz HP (haute pression) qui se
réchauffe. Si l’on suppose que les échanges sont idéalement réversibles
(pas de perte de charge et différence de température infiniment petite
pour assurer le transfert de chaleur), la chaleur (aire [14dc1]) cédée par
le gaz en refroidissement, q i , est rigoureusement égale à la chaleur (aire
[23ba2]) prélevée par le gaz en chauffage car les isobares sont parallèles
pour un gaz parfait. Ce cycle a donc le même rendement qu’un cycle de
Carnot.
L’aire hachurée dans le diagramme (P, v) représentant le travail mécanique est égale à l’aire hachurée dans le diagramme (T, s) à cause du premier principe. La difficulté à réaliser ce cycle provient essentiellement de
la difficulté à réaliser le régénérateur. Néanmoins le cycle d’Ericsson est
le cycle privilégié des turbines à gaz à compression et détente isothermes
car il a un rendement correct et n’exige pas un rapport de compression
élevé.
Figure 5.18 – Représentation d’un cycle d’Ericsson
(a) dans un diagramme (P, v) et (b) dans un diagramme (T, s).
T c
T a
T a
T c
1
3
2
v
s
d
b
c
a
2
3
4
1
T
P
HP
HP
BP
BP
4
(a)
(A)
(A)
(b)
q i