3 • Propriétés
des corps purs
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3.7 Compressions
et détentes adiabatiques
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3.7.2 Détente adiabatique d’un fluide en système ouvert
Nous allons considérer deux situations différentes : le cas où la détente
s’effectue au travers d’une machine tournante (nous venons de voir le
cas où la détente s’effectue dans une machine alternative, le piston vu
précédemment), auquel cas du travail mécanique est produit, et le cas où
la détente s’effectue avec laminage au travers d’une vanne (détendeur),
auquel cas aucun travail mécanique n’est produit mais des frottements
dissipatifs peuvent se produire.
■ Détente (compression) adiabatique dans une machine tournante
Considérons la machine tournante (Figure 3.18), l’écoulement s’effectue en régime permanent, les débits de fluide en entrée et en sortie du
détendeur sont égaux et constants. La détente est adiabatique donc
, supposant les variations d’énergies cinétique et potentielle négligeables, on peut donc utiliser les équations [1.34 et 1.59] qui s’écrivent :
et
Pour un écoulement réversible, on a P(s) = 0 : la détente est isentropique
et la variation d’enthalpie donne le travail produit.
Un rendement isentropique est défini : c’est le rapport entre le travail
produit dans une détente irréversible et dans une détente réversible :
détente
[3.76]
Cette dernière relation, très utile, permet de calculer les conditions de
sortie d’une machine tournante irréversible si l’on connaît le rendement
isentropique. Par exemple, si l’on connaît le rapport de compression,
connaissant l’enthalpie et la pression de sortie, on peut déterminer la
température de sortie à l’aide d’une table ou d’un diagramme.
0
Q =
&
s
e
W mh mh
=
-
&
&
&
( )
0
s
e
P s
ms
ms
=
-
≥
&
&
irr
,irr
,rev
rev
s
e
is
s
e
W
h
h
h
h
W
-
h =
=
-
&
&