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Livre

Installations thermiques motrices : analyses énergétique et exergétique

Résumé

Après avoir mis en évidence la caractérisation des performances énergétiques des installations thermodynamiques motrices, ce manuel s'intéresse tout particulièrement aux installations motrices à vapeur, aux turbines à gaz, aux installations à cycles combinés, ainsi qu'aux moteurs à combustion interne.


  • Autre(s) auteur(s)
  • Éditeur(s)
  • Date
    • cop. 2009
  • Notes
    • Bibliogr. Index
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (VIII-279 p.) : ill. ; 24 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-87463-161-0
  • Indice
  • Quatrième de couverture
    • Ce livre propose une étude thermodynamique approfondie du fonctionnement des principales installations thermiques motrices. Il s'adresse à des lecteurs maîtrisant les concepts de la thermodynamique technique et n'expose donc pas les principes de base de cette science. Il vise particulièrement, au niveau des deuxième et troisième cycles des universités et des grandes écoles, les étudiants ingénieurs mécaniciens et électromécaniciens ainsi que leurs enseignants. Il intéressera aussi les ingénieurs qui, dans l'industrie, ont à connaître la conception et la gestion des installations de production énergétique.

      La présentation systématique et comparée des bilans énergétiques et exergétiques des installations constitue une approche originale conférant à cet ouvrage une part importante de son intérêt. Le premier chapitre introduit le concept d'exergie, en montre la subtilité et développe la méthodologie de son application à l'analyse du fonctionnement des installations motrices. Les chapitres suivants constituent une série de monographies consacrées respectivement aux installations à vapeur, aux turbines à gaz, aux installations à cycles combinés, aux moteurs à combustion interne et aux systèmes de cogénération. L'analyse exergétique y apparaît comme un outil élégant d'interprétation du fonctionnement de ces installations, qui complète et enrichit substantiellement la simple approche énergétique.


  • Tables des matières
      • Installations thermiques motrices analyse énergétique et exergétique

      • J. Martin/P. Wauters

      • UCL Presses Universitaires de Louvain

      • Avant-propos vii
      • Chapitre 1. Caractérisation des performances énergétiques des installations thermodynamiques motrices 1
      • 1. Les cycles thermodynamiques moteurs et le rendement énergétique1
      • 1.1. Le cycle de Carnot1
      • 1.2. Les cycles isodiabatiques3
      • 1.3. Les cycles réversibles quelconques4
      • 1.4. Les cycles comportant des transformations irréversibles5
      • 2. Les installations thermodynamiques motrices et le rendement énergétique total6
      • 3. L'approche exergétique7
      • 3.1. La notion d'exergie8
      • 3.2. Définition de l'exergie9
      • 3.3. Expression de l'exergie10
      • 3.4. Représentation de l'exergie dans les diagrammes thermodynamiques12
      • 4. L'expression exergétique du travail moteur14
      • 4.1. Travail moteur d'une machine motrice à partir de la variation d'exergie14
      • 4.2. Travail moteur d'une machine réceptrice à partir de la variation d'exergie16
      • 4.3. Application aux cycles moteurs17
      • 5. L'analyse exergétique du fonctionnement des installations motrices18
      • 5.1. Intérêt de l'analyse exergétique18
      • 5.2. Comparaison entre les approches énergétique et exergétique19
      • 6. L'exergie d'un fluide23
      • 7. L'exergie d'un combustible25
      • 8. L'irréversibilité de la combustion29
      • 8.1. Le rendement exergétique de la combustion29
      • 8.2. L'exergie des fumées30
      • 8.3. Calcul du rendement exergétique de la combustion33
      • 8.4. Influence des conditions opératoires sur l'irréversibilité d'une combustion34
      • 9. L'irréversibilité du transfert d'énergie dans un échangeur de chaleur36
      • Chapitre 2. Les installations motrices à vapeur 43
      • 1. Description générale de l'installation motrice à vapeur43
      • 1.1. La source chaude44
      • 1.2. La machine motrice48
      • 1.3. La source froide50
      • 2. Fonctionnement de l'installation basée sur le cycle de Rankine-Hirn55
      • 2.1. Etude énergétique55
      • 2.2. Etude exergétique61
      • 2.3. Application numérique65
      • 3. Le cycle à soutirages69
      • 3.1. Le cycle à un soutirage70
      • 3.2. Le cycle à plusieurs soutirages78
      • 4. Le cycle à resurchauffe84
      • 5. Combinaison de la resurchauffe et des soutirages92
      • 6. Les installations nucléaires à eau sous pression98
      • Chapitre 3. Les turbines à gaz 107
      • 1. Description générale d'une turbine à gaz108
      • 1.1. Structure d'ensemble de la machine109
      • 1.2. Les chambres de combustion112
      • 1.3. Les aubages112
      • 1.4. L'équipement périphérique114
      • 2. Analyse énergétique du fonctionnement de la turbine à gaz115
      • 2.1. Le travail moteur et le rendement énergétique du cycle115
      • 2.2. Equations constitutives119
      • 2.3. Etude paramétrique121
      • 2.4. Les pertes mécaniques et le rendement énergétique total125
      • 3. Analyse exergétique du fonctionnement de la turbine à gaz128
      • 4. Influence du refroidissement des aubes de la turbine130
      • 4.1. Les systèmes de refroidissement des aubes130
      • 4.2. La détente dans une turbine à aubes refroidies134
      • 4.3. Application numérique136
      • 5. La turbine à gaz avec récupérateur de chaleur139
      • 6. Les turbines à gaz à cycle complexe144
      • Chapitre 4. Les installations à cycles combinés 147
      • 1. Principe et intérêt de la combinaison de deux cycles moteurs148
      • 2. Les installations motrices à deux vapeurs152
      • 3. Les cycles combinés gaz-vapeur155
      • 3.1. La combinaison turbine à gaz et installation vapeur à un niveau de pression156
      • 3.2. Les cycles combinés gaz-vapeur avec postcombustion162
      • 3.3. La réhabilitation d'une installation vapeur par adjonction d'une turbine à gaz165
      • 3.4. Les cycles combinés à plusieurs niveaux de pression de vapeur168
      • 4. Les cycles combinés avec refroidissement des aubages de la turbine à gaz au moyen de vapeur d'eau176
      • 5. Les turbines à gaz avec injection d'eau177
      • 5.1. Le cycle de base avec injection de vapeur d'eau dans la chambre de combustion177
      • 5.2. Combinaison de la turbine à gaz à injection de vapeur d'eau et de la turbine à vapeur181
      • 5.3. La turbine à gaz à air humide182
      • 6. Les cycles combinés intégrant la gazéification du combustible183
      • Chapitre 5. Les moteurs à combustion interne 189
      • 1. Description générale du moteur à combustion interne190
      • 2. Etude thermodynamique du fonctionnement du moteur à combustion interne193
      • 2.1. Approche thermodynamique simplifiée194
      • 2.2. Analyse détaillée du cycle198
      • 3. Les pressions moyennes indiquée et effective204
      • 3.1. Le rendement indiqué et la pression moyenne indiquée204
      • 3.2. Le rendement mécanique et la pression moyenne effective206
      • 3.3. La suralimentation des moteurs à combustion interne208
      • 4. Le rendement énergétique total et la puissance effective214
      • 4.1. Le rendement énergétique total214
      • 4.2. La puissance effective215
      • 4.3. Le bilan énergétique216
      • 5. Analyse exergétique et rendement exergétique total219
      • 5.1. La notion d'inergie220
      • 5.2. La combustion en enceinte fermée et son rendement exergétique221
      • 5.3. Bilan exergétique global224
      • Chapitre 6. La cogénération 229
      • 1. Le concept de cogénération229
      • 2. Les différents systèmes de cogénération231
      • 2.1. Cogénération à partir d'une turbine à vapeur232
      • 2.2. Cogénération à partir d'une turbine à gaz233
      • 2.3. Cogénération à partir d'un moteur à combustion interne235
      • 3. Les critères de performance des installations de cogénération236
      • 3.1. Facteurs de conversion et rendement énergétique d'ensemble236
      • 3.2. Rendement exergétique d'ensemble238
      • 3.3. Economie relative d'énergie primaire240
      • 4. La cogénération avec une turbine à vapeur à contrepression242
      • 5. La cogénération au moyen d'une turbine à vapeur à prélèvement247
      • 6. Les systèmes de cogénération basés sur une turbine à gaz252
      • 6.1. Turbine à gaz et chaudière de récupération à eau sous pression252
      • 6.2. Turbine à gaz et chaudière de récupération alimentant une turbine à vapeur à contrepression254
      • 6.3. Turbine à gaz, postcombustion et turbine à vapeur à contrepression256
      • 7. Les systèmes de cogénération basés sur un moteur à combustion interne258
      • 7.1. Production combinée d'électricité et d'eau chaude259
      • 7.2. Production combinée d'électricité et de vapeur d'eau261
      • 8. Considérations sur la détermination du type d'installation de cogénération262
      • Postface 265
      • Liste des symboles 269
      • Index 273
      • Bibliographie 277
      • Sources des illustrations 279

  • Origine de la notice:
    • FR-751131015 ;
    • Electre
  • Disponible - 620.6 MAR

    Niveau 3 - Techniques