5 • Cycles
thermodynamiques
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5.3 Les cycles moteurs à gaz
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
turbine à gaz adiabatique et deux échangeurs de chaleur (un échangeur
haute température et un échangeur basse température).
L’air BP en 1 (Figures 5.21 et 5.22) est comprimé, à sa sortie du compresseur en 2 à la HP, il est chauffé à pression constante dans la chambre
à combustion. Ensuite, il est détendu à la BP dans une turbine, une partie du travail fourni est utilisée par le compresseur, le reste du travail est
utilisé. À la sortie de la turbine en 4, l’air est refroidi à pression constante
avant d’être à nouveau comprimé.
Le cycle est présenté dans le seul diagramme (T, s), mais il faut noter que
le diagramme (h, s) est très proche du diagramme (T, s), aux unités près,
dans la mesure où, pour un gaz parfait, l’enthalpie ne dépend que de la
température. L’application du premier principe au système cyclique
fermé global donne :
soit :
où w ut est le travail utile et w t est le travail délivré par la turbine alors que
w c est le travail de compression. Lors du chauffage à pression constante
Figure 5.22 – Représentation d’un cycle de Joule
(a) dans un diagramme (T, s) et (b) un diagramme (P, v).
s
2
3
4
4′
2′
1
T
P = cte
P = cte
(a)
BP
1
HP
v
P
2
2′
3
4′
4
(b)
s.c.
s.f.
0
t
c
q
q
w w
+
+
+
=
ut
s.c.
s.f.
(
)
t
c
w
w w
q
q
=
+
= -
+