Thermodynamique appliquée à l'énergétique : cours et exercices corrigés

Auteur(s) :

Mayet, Frédéric Découvrir l'auteur

Résumé

Un manuel d'introduction à la thermodynamique appliquée traitant notamment du fonctionnement des centrales thermiques et de l'aspect environnemental de la production de l'énergie, avec 48 exercices corrigés et des compléments accessibles en ligne. ©Electre 2023

Éditeur(s)
- De Boeck supérieur
- Impr. Présence graphique
Date
- DL 2023
Notes
- Bibliogr. Sitogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (376 p.) : ill. ; 24 cm
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-8073-5692-4
Indice
- 536.2 Thermodynamique et énergétique
Quatrième de couverture
- Thermodynamique appliquée à l'énergétique
  Ce livre permet d'acquérir les bases scientifiques nécessaires à la compréhension de la thermodynamique dans l'optique de son application à la transition énergétique.
  Ce livre propose l'étude des différents modes de production du bouquet électrique actuel et futur dans une perspective environnementale (réchauffement climatique), économique, sociétal (disponibilité) et de développement durable. Il s'agit donc d'un ouvrage de thermodynamique appliquée à l'énergétique dans un contexte environnemental.
  L'objectif est de donner les bases conceptuelles permettant de comprendre le fonctionnement des centrales thermiques électrogènes, qui produisent en 2022 environ trois quarts de l'électricité au niveau mondial. La compréhension de la physique sous-jacente, des mécanismes à l'oeuvre ou des limitations physiques, permet d'inscrire scientifiquement cette étude dans le contexte du débat énergétique actuel.
  Le parti pris est de couvrir tous les aspects scientifiques :
  
  les bases de la thermodynamique, vues sous un angle appliqué,
  
  le fonctionnement des centrales thermiques électrogènes (nucléaire, solaire thermodynamique, géothermique, à flamme),
  
  l'étude de leurs éléments constitutifs (générateur de vapeur, condenseur).
  
  Les exercices proposés présentent l'étude de cas industriels aussi proches de la réalité que possible et dans le contexte de la transition électrique.
  La thermodynamique appliquée à l'énergétique s'inscrit dans le cadre de la formation générale des physicien(ne)s ou des ingénieur(e)s et constitue une base indispensable pour les étudiant(e)s se destinant à une carrière dans l'industrie de l'énergie ou souhaitant tout simplement participer au débat actuel en tant que citoyen(ne)s ayant des bases scientifiques.
  Les plus
  
  Aborde scientifiquement des thématiques à fort enjeu sociétal.
  
  Les bases de la thermodynamique vues de manière appliquée et dans le contexte de la transition énergétique.
  
  48 exercices et problèmes corrigés en détail
Tables des matières
- - Thermodynamique appliquée à l'énergétique
  - Fréderic Mayet
  - Deboeck Supérieur
  - Avant-propos 3
  - Partie I - Énergétique
  - 1 L'enjeu énergétique7
  - 1.1 Énergie et électricité7
  - 1.2 Le bouquet électrique18
  - 1.3 La transition électrique23
  - 1.4 Conclusion31
  - Exercices du chapitre 132
  - 2 Panorama des centrales thermiques électrogènes35
  - 2.1 Principes thermodynamiques et rendement35
  - 2.2 Eléments de base d'une centrale thermique électrogène37
  - 2.3 Centrale nucléaire48
  - 2.4 Centrale thermique à flamme60
  - 2.5 Centrale solaire thermodynamique65
  - 2.6 Centrale géothermique70
  - 2.7 Conclusion75
  - Exercices du chapitre 276
  - Partie II - Thermodynamique appliquée
  - 3 Le système thermodynamique et ses transformations81
  - 3.1 Le système thermodynamique81
  - 3.2 Gaz parfait85
  - 3.3 Au-delà du gaz parfait88
  - 3.4 Transformations thermodynamiques94
  - 3.5 Conclusion97
  - Exercices du chapitre 398
  - 4 Le premier principe de la thermodynamique101
  - 4.1 Définitions101
  - 4.2 Échange d'énergie sous forme de travail104
  - 4.3 Échange d'énergie sous forme de chaleur109
  - 4.4 Premier principe pour un système fermé117
  - 4.5 Premier principe pour un fluide en écoulement122
  - 4.6 Application aux éléments des machines thermiques127
  - 4.7 Conclusion128
  - Exercices du chapitre 4129
  - 5 Le second principe de la thermodynamique135
  - 5.1 Énoncé du second principe136
  - 5.2 Évolution du système141
  - 5.3 Entropie et désordre143
  - 5.4 Inégalité de Clausius144
  - 5.5 Énoncés historiques du second principe146
  - 5.6 Application du second principe aux éléments des machines thermiques148
  - 5.7 Conclusion149
  - Exercices du chapitre 5150
  - 6 Les transitions de phase153
  - 6.1 États et phases de la matière153
  - 6.2 Les diagrammes de phases155
  - 6.3 Le titre en vapeur164
  - 6.4 Chaleurs de transition de phase165
  - 6.5 Conclusion167
  - Exercices du chapitre 6168
  - Partie III - Cycles électrogènes
  - 7 Les machines thermiques motrices175
  - 7.1 Introduction175
  - 7.2 Énoncé de Carnot177
  - 7.3 Diagramme de Raveau179
  - 7.4 Moteur de Carnot182
  - 7.5 Améliorer le rendement186
  - 7.6 Conclusion191
  - Exercices du chapitre 7192
  - 8 La Centrale Turbine à Vapeur195
  - 8.1 Réaliser un moteur de Carnot195
  - 8.2 Cycle de Rankine198
  - 8.3 Cycle de Hirn202
  - 8.4 Resurchauffe et détente fractionnée204
  - 8.5 Soutirage de vapeur207
  - 8.6 Conclusion209
  - Exercices du chapitre 8210
  - Partie IV - Transferts thermiques
  - 9 Processus de transfert thermique219
  - 9.1 Introduction219
  - 9.2 Les modes de transfert thermique221
  - 9.3 Équation de la chaleur227
  - 9.4 Résistances thermiques231
  - 9.5 Conclusion237
  - Exercices du chapitre 9238
  - 10 Physique du caloporteur245
  - 10.1 Écoulements laminaire et turbulent245
  - 10.2 Calcul du coefficient conducto-convectif250
  - 10.3 L'eau comme caloporteur dans un REP252
  - 10.4 Le sodium liquide comme caloporteur en RNR259
  - 10.5 Conclusion262
  - Exercices du chapitre 10263
  - 11 Les échangeurs thermiques269
  - 11.1 Introduction269
  - 11.2 Bilan énergétique271
  - 11.3 Échangeur co-courant273
  - 11.4 Échangeur contre-courant275
  - 11.5 Méthode NUT281
  - 11.6 Conclusion284
  - Exercices du chapitre 11285
  - Correction des exercices 293
  - A Rappels de mathématiques 361
  - A.1 Propriétés mathématiques des variables d'état361
  - A.2 Différentielle totale exacte362
  - A.3 Analyse vectorielle363
  - Références bibliographiques 365
  - Index 369
Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre