ENIT

EC0402SB02 - MACHINES THERMIQUES

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, un étudiant sera capable de :
Différencier une machine thermique d'une machine purement mécanique.
Appliquer le premier principe et le deuxième principe aux machines thermiques cycliques monothermes et dithermes.
Donner le sens des échanges énergétiques pour un moteur ou un récepteur thermique ditherme.
Définir un rendement ou un coefficient de performance et le relier aux énergies échangées au cours d'un cycle.
Connaître les caractéristiques d'un cycle de Carnot ainsi que justifier et utiliser le théorème de Carnot.
Etablir les relations des premier et deuxième principes de la thermodynamique pour un écoulement permanent unidimensionnel et comprendre notamment pourquoi le premier principe peut s'exprimer sous forme d'un bilan enthalpique.
Appliquer les principes de la thermodynamique aux machines thermiques élémentaires (écoulement en régime permanent).
Utiliser les principes de la thermodynamique pour étudier des machines thermiques réelles à l'aide de diagrammes thermodynamiques (T,s) et (P,h).

At the end of the course, a student will be able to:
Make distinction between thermal machine and mechanical machine.
Apply the first principle and the second principle to cyclic monothermal and dithermal machines.
Give direction of energy exchanges for a dithermal engine or a dithermal receiver.
Define the efficiency of a dithermal machine and connect to the energy exchanged during the cycle.
Know the characteristics of a Carnot cycle. Justify and use Carnot's theorem.
Establish relationships of first and second laws of thermodynamics for a onedimensional permanent flow, including why the first principle can be expressed as an enthalpy balance.
Apply the two principles of thermodynamics to elementary thermal machines (steady flow).
Use the principles of thermodynamics to study real thermal machines with thermodynamic diagrams (T,s) et (P,h).

Présentation

Le cours se décompose en 2 parties et s¿appuie sur 2 séances de TP :
Moteurs et récepteurs thermiques : principe de fonctionnement et efficacités des machines thermiques (machines à vapeur à combustion interne et externe, machines frigorifiques et pompes à chaleur), caractéristique d'un cycle de Carnot, théorèmes de Carnot, inégalité de Clausius.
Thermodynamique des écoulements : système ouvert, conservation de la masse, application du premier et du deuxième principe à un volume de contrôle, cas d'un écoulement en régime permanent (application aux machines thermiques, turbines à gaz, tuyères).
Travaux pratiques : étude de machines thermiques réelles (machines frigorifiques et pompes à chaleur conventionnelle et thermoélectrique).

The course is divided into two parts and is based on two practical sessions:
Heat engines and thermal receivers: working principle and efficiencies of thermal machines (steam engines with internal or external combustion, refrigerating machines and heat pumps), characteristic of a Carnot cycle, Carnot's theorem, Clausius inequality.
Thermodynamics of flow: open system, mass conservation, implementation of first and second principle to an open system, in the case of a steady flow (application to thermal machines, gas turbines, nozzles).
Practical work: study real thermal machines (refrigerating machines and conventional or thermoelectric heat pumps).

Pré-requis

1. Enseignement de thermodynamique de S2 (EC0202SB02) et S3 (EC0302SB02).

Recommandations


Conditions d'évaluation

(1*TP1+2*DS1)/3

TP1 : Travaux Pratiques 1

DS1 : Devoir Surveillé 1

Bibliographie

1. L. GAUTRON et al. « Physique Tout-En-Un pour la licence » (2010), Cours, applications et exercices corrigés, éd. Dunod, 642 pages.
2. Y.A. ÇENCEL, M.-A BOLES, M. LACROIX (2008), « Thermodynamique : une approche pragmatique », éd. Chenelière Mc Graw-Hill, 770 pages.
3. J.-M. BREBEC et al. « Thermodynamique », 2 vol. (n°8, 1995 et n°17, 1996), Hachette supérieur, 271 pages et 128 pages.
4. C. LHUILLIER et J. ROUS (2e éd, 1994), « Introduction à la thermodynamique » éd. Dunod, 244 pages.
5. G. FAVERSON (2003), « Thermodynamique », éd. Bréal, 192 pages
6. P. GRECIAS (3e éd. 1999), « Thermodynamique » éd. Tec & Doc, 460 pages.
7. J.-L. QUEYREL (2000), « Précis de physique : thermodynamique » Bréal.
8. C. MAÎTRE (1995), « Thermodynamique » Masson.
9. - G.J. WYLER, R.E. SONNTAG et P. DESROCHERS (1992), « Thermodynamique appliquée » ERPI.

1. L. GAUTRON et al. « Physique Tout-En-Un pour la licence » (2010), Cours, applications et exercices corrigés, éd. Dunod, 642 pages.
2. Y.A. ÇENCEL, M.-A BOLES, M. LACROIX (2008), « Thermodynamique : une approche pragmatique », éd. Chenelière Mc Graw-Hill, 770 pages.
3. J.-M. BREBEC et al. « Thermodynamique », 2 vol. (n°8, 1995 et n°17, 1996), Hachette supérieur, 271 pages et 128 pages.
4. C. LHUILLIER et J. ROUS (2e éd, 1994), « Introduction à la thermodynamique » éd. Dunod, 244 pages.
5. G. FAVERSON (2003), « Thermodynamique », éd. Bréal, 192 pages
6. P. GRECIAS (3e éd. 1999), « Thermodynamique » éd. Tec & Doc, 460 pages.
7. J.-L. QUEYREL (2000), « Précis de physique : thermodynamique » Bréal.
8. C. MAÎTRE (1995), « Thermodynamique » Masson.
9. - G.J. WYLER, R.E. SONNTAG et P. DESROCHERS (1992), « Thermodynamique appliquée » ERPI.

En bref

Langue d'enseignement : français

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47, avenue d'Azereix - BP 1629 - 65016 Tarbes CEDEX

+33 (0)5 62 44 27 00

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