5 • Cycles
thermodynamiques
205
5.3 Les cycles moteurs à gaz
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
plus haut mais où les bilans énergétiques diffèrent. Dans un cycle à réaction, la conversion n’est pas une conversion de chaleur en travail mécanique mais c’est une conversion de chaleur en énergie cinétique utilisée
pour la propulsion. C’est le cas pour les avions, les fusées et les turbotrains.
C’est ainsi que :
– les turbines à gaz peuvent servir à la propulsion de turbotrains;
– pour les turbopropulseurs, la puissance utile sert à entraîner une hélice;
– dans les turboréacteurs, la détente adiabatique s’effectue en deux
temps : d’abord dans une turbine adiabatique pour fournir l’énergie
mécanique nécessaire pour alimenter le compresseur et ensuite dans
une tuyère, ce qui permet d’obtenir en sortie de la tuyère une énergie
cinétique importante pour la propulsion par réaction;
– dans les statoréacteurs, il n’y a aucune pièce tournante ni mobile : le
compresseur et la turbine sont remplacés par des tuyères.
Un turboréacteur comprend (Figure 5.26) un convergent, un compresseur, une chambre à combustion, une turbine de détente et un diffuseur
(ou tuyère). Le convergent sert à orienter l’air vers le compresseur. En
sortie de compresseur, l’air HP est chauffé à pression constante dans la
chambre de combustion. En sortie de la chambre de combustion, l’air à
HP et haute température est détendu dans une turbine adiabatique. Le
travail produit par cette détente est utilisé pour actionner le compresseur. En sortie de la turbine, le gaz à pression intermédiaire poursuit sa
détente adiabatique au travers de la tuyère où il acquiert une grande
vitesse qui va servir à propulser l’engin.
Figure 5.26 – Schéma de principe des composants pour un cycle de Joule
fonctionnant en circuit ouvert dans le cas d’un turboréacteur.
Turbine
adiabatique
Compresseur
adiabatique
Admission
Échappement
des gaz
dans
l’atmosphère
Chambre
Tuyère
2
1
3
4
3′
à combustion
d’air frais
thermodynamiques
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5.3 Les cycles moteurs à gaz
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
plus haut mais où les bilans énergétiques diffèrent. Dans un cycle à réaction, la conversion n’est pas une conversion de chaleur en travail mécanique mais c’est une conversion de chaleur en énergie cinétique utilisée
pour la propulsion. C’est le cas pour les avions, les fusées et les turbotrains.
C’est ainsi que :
– les turbines à gaz peuvent servir à la propulsion de turbotrains;
– pour les turbopropulseurs, la puissance utile sert à entraîner une hélice;
– dans les turboréacteurs, la détente adiabatique s’effectue en deux
temps : d’abord dans une turbine adiabatique pour fournir l’énergie
mécanique nécessaire pour alimenter le compresseur et ensuite dans
une tuyère, ce qui permet d’obtenir en sortie de la tuyère une énergie
cinétique importante pour la propulsion par réaction;
– dans les statoréacteurs, il n’y a aucune pièce tournante ni mobile : le
compresseur et la turbine sont remplacés par des tuyères.
Un turboréacteur comprend (Figure 5.26) un convergent, un compresseur, une chambre à combustion, une turbine de détente et un diffuseur
(ou tuyère). Le convergent sert à orienter l’air vers le compresseur. En
sortie de compresseur, l’air HP est chauffé à pression constante dans la
chambre de combustion. En sortie de la chambre de combustion, l’air à
HP et haute température est détendu dans une turbine adiabatique. Le
travail produit par cette détente est utilisé pour actionner le compresseur. En sortie de la turbine, le gaz à pression intermédiaire poursuit sa
détente adiabatique au travers de la tuyère où il acquiert une grande
vitesse qui va servir à propulser l’engin.
Figure 5.26 – Schéma de principe des composants pour un cycle de Joule
fonctionnant en circuit ouvert dans le cas d’un turboréacteur.
Turbine
adiabatique
Compresseur
adiabatique
Admission
Échappement
des gaz
dans
l’atmosphère
Chambre
Tuyère
2
1
3
4
3′
à combustion
d’air frais