Chapitre 10
301
départ est faible, plus la puissance nécessaire pour atteindre une pression
donnée sera faible.
Dans la même optique, on peut augmenter la puissance spécifique fournie
par la turbine en procédant au réchauffement des gaz avant la fin de la
détente : c’est la réchauffe. Le principe et le procédé sont identiques à la
resurchauffe des centrales à vapeur (§9.4.4 p. 263).
Il n’aura pas échappé à l’étudiant/e que le rendement est inévitablement
réduit par l’utilisation du refroidissement intermédiaire. La chambre de combustion doit en effet fournir plus de chaleur, à température moyenne plus
basse. Cette réduction du rendement fera l’objet d’un compromis avec la réduction de la taille du compresseur (usuellement la pièce la plus volumineuse
d’un moteur) et l’augmentation de la puissance spécifique. Refroidissement
intermédiaire et réchauffe sont caractéristiques des installations où le rapport puissance/encombrement doit être maximisé.
Pour réduire la perte de rendement dans les moteurs au sol, il est parfois
possible de récupérer de la chaleur des gaz d’échappement pour réchauffer
l’air à la sortie du compresseur, et ainsi soulager la chambre de combustion
à moindres frais énergétiques. L’échangeur de chaleur est parfois appelé
économiseur (figure 10.23) ; il est laissé à l’étudiant/e le loisir de retracer
le cycle suivi sur un diagramme température-entropie et de retrouver les
conditions nécessaires à son fonctionnement.
Figure 10.23 – Turbomoteur générateur avec refroidisseur et échangeur économiseur (schéma de principe). Les gaz d’échappement sont redirigés vers l’intérieur du
moteur pour fournir de la chaleur aux gaz à l’entrée de la chambre de combustion.
Il est laissé à l’étudiant/e le soin de déterminer les limites du procédé.
Schéma CC-by-sa Olivier Cleynen
10.6.2 Postcombustion
La postcombustion est l’ajout d’une seconde phase de combustion dans un
turboréacteur, après la turbine et avant l’entrée dans la tuyère (figure 10.24).
Le principe est exactement le même que celui de la réchauffe : augmenter la
poussée spécifique de la machine (au détriment de son rendement).
Tout comme la réchauffe, la postcombustion modifie les propriétés (le volume spécifique en particulier) de l’air et impose un redimensionnement des
pièces en aval. La géométrie de la tuyère est ainsi modifiée en fonction de
l’activation ou non de la postcombustion. L’ajout d’un système de postcombustion à un turboréacteur ne nécessite que l’installation de brûleurs ainsi
que d’un système de variation de la géométrie sur la tuyère. L’augmentation
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
301
départ est faible, plus la puissance nécessaire pour atteindre une pression
donnée sera faible.
Dans la même optique, on peut augmenter la puissance spécifique fournie
par la turbine en procédant au réchauffement des gaz avant la fin de la
détente : c’est la réchauffe. Le principe et le procédé sont identiques à la
resurchauffe des centrales à vapeur (§9.4.4 p. 263).
Il n’aura pas échappé à l’étudiant/e que le rendement est inévitablement
réduit par l’utilisation du refroidissement intermédiaire. La chambre de combustion doit en effet fournir plus de chaleur, à température moyenne plus
basse. Cette réduction du rendement fera l’objet d’un compromis avec la réduction de la taille du compresseur (usuellement la pièce la plus volumineuse
d’un moteur) et l’augmentation de la puissance spécifique. Refroidissement
intermédiaire et réchauffe sont caractéristiques des installations où le rapport puissance/encombrement doit être maximisé.
Pour réduire la perte de rendement dans les moteurs au sol, il est parfois
possible de récupérer de la chaleur des gaz d’échappement pour réchauffer
l’air à la sortie du compresseur, et ainsi soulager la chambre de combustion
à moindres frais énergétiques. L’échangeur de chaleur est parfois appelé
économiseur (figure 10.23) ; il est laissé à l’étudiant/e le loisir de retracer
le cycle suivi sur un diagramme température-entropie et de retrouver les
conditions nécessaires à son fonctionnement.
Figure 10.23 – Turbomoteur générateur avec refroidisseur et échangeur économiseur (schéma de principe). Les gaz d’échappement sont redirigés vers l’intérieur du
moteur pour fournir de la chaleur aux gaz à l’entrée de la chambre de combustion.
Il est laissé à l’étudiant/e le soin de déterminer les limites du procédé.
Schéma CC-by-sa Olivier Cleynen
10.6.2 Postcombustion
La postcombustion est l’ajout d’une seconde phase de combustion dans un
turboréacteur, après la turbine et avant l’entrée dans la tuyère (figure 10.24).
Le principe est exactement le même que celui de la réchauffe : augmenter la
poussée spécifique de la machine (au détriment de son rendement).
Tout comme la réchauffe, la postcombustion modifie les propriétés (le volume spécifique en particulier) de l’air et impose un redimensionnement des
pièces en aval. La géométrie de la tuyère est ainsi modifiée en fonction de
l’activation ou non de la postcombustion. L’ajout d’un système de postcombustion à un turboréacteur ne nécessite que l’installation de brûleurs ainsi
que d’un système de variation de la géométrie sur la tuyère. L’augmentation
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen