Travaux Pratiques de Thermodynamique Module LA 200 Turbine à Réaction

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Charles Lamarche
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1 Tavaux Patqu d Thodynaqu Modul LA 00 Tubn à Réacton Péntaton L objctf d c tavaux atqu t d llut l t cond nc d thodynaqu. L ntallaton t alnté a d l a ou on qu lo d a détnt dan un tubn fat toun l ab d ot cll-c. La tubn t cooé d un oto ou ab tounant, qu toun à l ntéu d un tato ou co d tubn avc l on d fottnt obl. L oto coot d aubag qu ttnt d tanfo l foc d on n ouvnt d otaton d l ab. n anoèt t d u la on d l a à l nté d la tubn alo qu la on d ot d l a t tè och d la on atohéqu. Dux thocoul lé à un affchu ttnt d u la téatu d l a à l nté t à la ot d la tubn. n tachyèt otqu fount la vt d otaton t un balanc dynaoétqu t d oo à la otaton d la tubn un ffot d fottnt églabl dont la valu t ué a un jaug d contant. Il t an obl d fn la tubn avc un coul étant églabl. En ot du ccut d a un otaèt t d u la valu du débt d a tavant la tubn. Manulaton ) Analy ognunt l ntallaton, n atcul fa un blan d foc alquant u l oto d la tubn. ) Fa toun la tubn «à vd», n tant colètnt l bandau d fottnt. An, l oto n t fné qu a l o fottnt ntn d la tubn. En ouvant l obnt d façad fa ont la vt d otaton d la tubn juqu à un ctan valu u f buqunt l avé d a. Attnton à n a déa 5000t/n. Mu l t néca ou qu la tubn alnt à un valu donné d vt. Rf l obnt n façad. Rconc ou dffént vt. ) Rtt n lac l bandau d fottnt an tnon. Ouv l obnt d façad juqu à tabl la on d nté à un valu donné. Attnton à n a déa 5000t/n. Augnt ogvnt l coul étant n tounant la v juqu à un valu donné d l ffot d tacton du bandau. Attnton à n a déa N. Ag u l obnt d façad ou antn la on contant. Rlv la on, l téatu, la foc d tacton du bandau, l débt, t la vt d otaton. Rconc ou dffént valu d l ffot d tacton, u dffént valu d la on d nté.

L oto coot d aubag qu ttnt d tanfo l foc d on n ouvnt d otaton d l ab. n anoèt t d u la on d l a à l nté d la tubn alo qu la on d ot d l a t tè och d la on atohéqu.

2 Calcul ) Et la uanc dé a l fottnt «ntn» d la tubn (laon oto/tato, vcoté d l a ) P f. P f = M f.ω où M f = I. α t l coul d foc d fottnt, ω la vt d otaton dω (d/), I = d l ont d nt t α = l accéléaton angula. L ont dt d nt du oto vaut.0-6 Kg.. ) Tac la coub P f = f (N), où N t la vt d otaton n t/n. ) Calcul ou chaqu ont l coul abobé a la band d fottnt M = F. (=0.045) 4) La uanc foun a la tubn (ou abobé a l fn) P = W & M.ω = 5) La vaaton d nthal aqu (nthal a Kg) d a tavant la tubn Δ h = h h = c ΔT = c T T ) ( 6) La vt d l a à l nté d la tubn (c calcul oua êt fat ou un ul ont) & P u =, où & t l débt aqu d a, ρ = a a voluqu t la ρ. T 4 cton d aag à l nté d la tubn. ( = 0,7.0 ). 7) L éng écanqu aqu d l a à l nté d la tubn (c calcul oua êt E fat ou un ul ont) = = c + = c + = u + gz 8) La quantté d chalu dé a unté d t Q & (vo analy thodynaqu) dq Q & = = &. Δh W& dt 9) Calcul la téatu T d l a n ot d tubn la tanfoaton qu l ubt dan la tubn état ntoqu P T = T P 0) Calcul l t d éjou d l unté d a d a à l ntéu d la tubn t dcut l t valabl d condé la tubn adabatqu. ) Calcul l ndnt nntoqu ΔH η = ΔH ) En condéant dux tanfoaton anant l a du ê état ntal au ê état fnal, l un étant adabatqu évbl t l aut évbl avc tanft d chalu, calcul l nto odut dan la tubn. Exlqu l ogn d la chalu dé. γ γ

) Calcul ou chaqu ont l coul abobé a la band d fottnt M = F. (=0.045) 4) La uanc foun a la tubn (ou abobé a l fn) P = W & M.

3 ) Tac l coub P = f (N), M = f (N), t η = f (N) ou chaqu on d nté. 4 Analy thodynaqu Il t fondantal n thodynaqu d défn l ytè auqul on va alqu l nc. On condè c l ytè cooé d la a d a lu la a d a ctvnt la a d a nfé dan un aubag du oto t la a d a qu ént à l nté t a ad dan l aubag u foulé à la ot. C t un ytè fé, a a étant contant, a l délac t fontè défont ou l fft d foc alqué. On condè l état ntal chéaté u la fgu. La a occu un volu V t la a un volu V. La on élvé du ccut d nté P «co» l a dan l volu V d un aubag (an la a contnu dan l volu V t +, alo qu loqu la on t lu fabl l volu d un aubag n contnt qu ). L ytè a nut a un é d état ntéda (fgu t ) à volu contant V. On condè nfn l état fnal (fgu 4) dan la tuaton où la a tub d ot, jut avant d êt olé d la a qu occu la a d ot t dffént d P )., touv dan l a la otaton du oto. L volu dan ct état t V (dffént d V ca la on P dan l ccut On éct alo l nc vu n cou ou c ytè nt l état t l état n de = de + d = δ Q + δw tot On ut néglg c l vaaton d éng écanqu co l ont l calcul fat à la quton.7) de = d = du + du tot L xan d échang avc l xtéu ont qu l ytè çot d l xtéu d la chalu Q n ovnanc d ao du oto, t du taval ou dux fo Taval d foc d on au nvau d la ufac n contact avc l xtéu dan l condut à l nté t la ufac n contact avc l xtéu dan l condut d ot. Taval çu n ovnanc du oto au nvau d ao d aubag, noté W. On éct alo l nc ou to tanfoaton uccv D l état ntal (oto n oton a) à l état ntéda b, oto n oton b b b b L ytè t n contact avc l condut d nté dont la on contôl n façad. On ut alo éc b + P dv P t contat t fxé a l obnt d ( V ( V )) b b P + V b

C t un ytè fé, a a étant contant, a l délac t fontè défont ou l fft d foc alqué. On condè l état ntal chéaté u la fgu. La a occu un volu V t la a un volu V.

4 D l état ntéda b, oto n oton b à l état ntéda c, oto n oton c c b b c b c L volu occué a l ytè t contant, on a alo c + PdV b c b b c + b c D l état ntéda c, oto n oton c à l état, oto n oton d = + c Qc W c L ytè t n contact avc l condut d ot, dont la on atohéqu).on ut éc c c c P 0 + P dv c P t contant (t égal à la on (( V + V ) V ) D l état, oto n oton d à l état b, oto n oton a L ytè ut êt décooé n dux ou-ytè d a t b = Δu b b + Δu b b b PdV Ctt tanfoaton fat à volu contant ou la a t an aot d chalu t taval ou la a Δu 0 + b b W b Δu = 0 b En ajoutant l vaaton d éng ntn d quat tanfoaton conécutv, on obtnt alo b b P V + P V b L état b t dntqu à l état ou a la, a cont l ont dffént ou la a u u = 0 u b b u = u u On ut éc u P V u + PV = + P V + PV L t ( P V ) t ( P ) ( + ) ( ) ( ) ( ) + ént l nthal d l a dan l condut d ot (à l état fnal), l + ént l nthal d l a dan l condut d nté (à l état ntal) V H = ( h h ) W H + Ou nco Δ h, Exon qu dvé a l t qu du un cycl ( à b) n ég annt donn cll d la quton.8) l débt ué étant bn clu qu tav la tubn. 4

on ut éc c c c P 0 + P dv c P t contant (t égal à la on (( V + V ) V ) D l état, oto n oton d à l état b, oto n oton a L ytè ut êt décooé n dux ou-ytè d a t b = Δu b b + Δu b b b PdV Ctt tanfoaton

5 a P P b + Fgu Etat ntal Fgu Etat b ntéda d + c P Fgu Etat c ntéda Fgu 4 Etat a 4 Fgu 5 Etat b 5

6 Pon atohéqu Téatu atohéqu Vt T unté Rtad angula Coul d fcton Puanc dé Vt Foc Débt d a Pon d nté Téatu nté Téatu ot Débt cogé Coul Puanc oto Puanc thqu dé Téatu ntoqu Rndnt ntoqu 6

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