Questions de cours moteurs alternatifs

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1 1 Questions de cours moteurs alternatifs 1 ) A régime constant, lorsque l on fait varier la richesse d un moteur à allumage commandé : 1 : le couple est maxi en mélange pauvre 2 : les NO sont maxi en mélange riche 3 : le rendement est maxi en mélange pauvre 4 : les moteurs actuels fonctionnent pauvre A : 14 B : 13 C : 24 D : 23 2 ) L allumage de la combustion à chaque cycle d un moteur à allumage commandé est : 1- déclenché par une étincelle produite par une décharge électrique 2- déclenché après le point mort haut pour que le piston ne reparte pas en arrière 3- déclenché 20 à 40 avant le PMH 4- le moment du déclenchement est toujours fixe pour un moteur donné A : 23 B : 124 C : 134 D : 13 3 ) La combustion normale dans un moteur à allumage commandé 1- est instantanée 2- dure une grande partie de la course descendante du piston 3- est turbulente 4- est diphasique A : 23 B : 14 C : 34 D : 13 4 ) Lorsque l on fait varier la richesse d un moteur à allumage commandé à vitesse de rotation constante : 1- l imbrûlé CO est maximum en mélange plutôt riche 2- le couple est maximum pour les mélanges plutôt pauvres 3- les NO sont maximums lorsque la consommation du moteur est minimum 4- les CH sont dus au refroidissement des gaz près des parois A : 23 B : 124 C : 1234 D : 34 5 ) Dans les moteurs à allumage commandé actuels la richesse est rigoureusement maintenue égale à 1 : 1- pour diminuer la pollution et la consommation 2- pour augmenter la puissance 3- pour protéger le pot catalytique 4- c est une sonde lambda qui donne l information de richesse au calculateur A : 23 B : 124 C : 1234 D : 34 6 ) L indice d octane : 1- est un indice de pureté du carburant 2- est un indice de résistance au cliquetis d un carburant 3- est amélioré par la présence de plomb dans le carburant 4- est supérieur pour les alcools que pour les essences de pétrole A : 234 B : 124 C : 1234 D : 34

2 2 7 ) Les carburants de substitution des moteurs à allumage commandé sont : 1- l hydrogène et le biogaz 2- le diester 3- les alcools 4- pour les liquides, les moteurs ne nécessitent que des modifications mineures du système d alimentation A : 23 B : 14 C : 1234 D : ) Le cliquetis est un phénomène caractéristique des moteurs à allumage commandé: 1- dû à la combustion normale des moteurs à allumage commandé 2- dû à la détonation dans les moteurs à allumage commandé 3- est lié indirectement à la recherche de l augmentation du rendement de ces moteurs 4- d autant plus fort que le délai d auto inflammation est faible A : 13 B : 14 C : 234 D : 34 9 ) Dans les moteurs diesel : 1- comprend deux phases distinctes : la combustion vive et la combustion diphasique 2- la combustion vive est responsable du cliquetis des moteurs diesels 3- on utilise l indice d octane pour caractériser les carburants pour ces moteurs 4- le cliquetis de ces moteurs est d autant plus fort que le délai d auto inflammation est faible A : aucune réponse correcte B : 12 C : 1234 D : ) Le moteur HDI 1- est un moteur diesel à injection directe électronique à haute pression 2- a permis de résoudre les problèmes de bruit des petits moteurs diesel à injection directe 3- l injection se fait dans une chambre séparée du type Ricardo 4- l injection se fait en deux temps A : 24 B : 124 C : 1234 D : 34 Questions sur le Film «MCE5» 1 ) L essence est plus chère que le gazoil car : 1- elle est contenue en quantité moindre dans le pétrole 2- elle est plus difficile à fabriquer 3- elle est plus taxée 4- on en consomme plus que du gazoil A : 123 B : 3 C : 1234 D : 34 2 ) Le taux de compression variable : 1- permet d améliorer le rendement des moteurs à essence seulement 2- le gain de rendement escompté est surtout à faible charge 3- il n existe qu une réalisation de ce type de moteur 4- permet d augmenter la performance pure du moteur (gain de poids et de puissance)

3 3 A : 12 B : 123 C : 1234 D : 4 3 ) Le principal inconvénient du moteur à essence est : A- sa faible puissance par rapport au diesel B- sa forte consommation spécifique à haut régime C- sa forte consommation spécifique à faible charge D- sa forte pollution 4 ) En Europe le CO2 émis par les véhicules particuliers : 1- devra être inférieur à 140g/km 2- cela correspond à 5l/100km pour les véhicules à essence et 6,3l pour les diesels 3- n a pas de lien direct avec la consommation des véhicules 4- sera atteint grâce aux nouveaux pots catalytiques. A : 1 B : 12 C : 3 D : 4 5 ) Le «down sizing» consiste en : A : La diminution du taux de compression B : La diminution de la cylindrée C : La diminution du diamètre de la tubulure d admission D : La diminution de la taille de la voiture 6 ) Le cycle d Atkinson : 1- augmente le «pompage» 2- consiste à régler la puissance par ajustement du retard à la fermeture de la soupape d admission 3- diminue le risque de cliquetis 4- permet de prolonger la détente à faible charge A : 13 B : 23 C :14 D :24 Questions de cours de machines à flux continu. 1 ) Sur le schéma ci-dessous, désignez en l entourant la soufflante, le compresseur, un injecteur, la chambre de combustion (avec la zone de flamme et la zone de dilution), la turbine, les tuyères.

4 4 2 ) Ce turbo réacteur est à double corps : qu est ce que cela signifie? 1 : Que le turboréacteur est composé d une soufflante et d une turbine 2 : Qu il y a deux tuyères une «froide» une «chaude» 3 : Que cette turbine possède deux équipages mobiles indépendants 4 : Pour démarrer, on lance d abord la soufflante puis la turbine. A : 12 B : 3 C : 34 D : 23 3 ) Ce turbo réacteur est à double flux: qu est ce que cela signifie? 1 : Que le turboréacteur est composé d une soufflante et d une turbine 2 : Qu il y a deux tuyères une «froide» une «chaude» 3 : Que cette turbine possède deux équipages mobiles indépendants 4 : Pour démarrer on lance d abord la soufflante puis la turbine. A : 12 B : 3 C : 34 D : 23 4 ) Indiquez, sur la figure ci-contre, le sens de l écoulement dans cette partie de compresseur axial. Expliquez. Combien possède t-il d étages? 5 ) Représentez schématiquement le cycle élémentaire d une turbine à gaz et tracez sommairement son diagramme T,s. 6 ) Que vaut le rendement du cycle de Brayton- Joules en fonction du taux de compression π et du rapport des chaleurs spécifiques γ. 7 ) Quel est le taux de compression optimal π opt (au sens du travail) d une turbine à gaz dont la température d entrée compresseur est de 300K, celle de l entrée de la turbine de 1200K et dont les rendements isentropiques de compression et de détente sont respectivement de 83 et 87%? 8 ) A quel genre de machine la grille d aube représentée sur la figure ci- contre appartientelle? Compresseur, turbine à action ou à réaction? Tracez les triangles des vitesses dans la section2 et la section 3. Les vitesses sont dessinées a l échelle 100m/s par cm. Donnez la valeur des modules des vitesses Vr 2 et Va 3 9 ) Décrire le cycle d Ericsson. Tracer son diagramme T,s. 10 ) Quel est le rendement de ce cycle. Quelles sont les difficultés de l application de ce cycle aux machines à flux continu.

5 5 11 ) Comment peut-on approcher ce cycle avec une machine à flux continu? Et de quelles imperfections souffrira forcément le cycle réel? 13 ) Faire le schéma d un cycle de turbine à gaz à régénération. Tracer sommairement son diagramme T,s. A quelle condition la régénération est-elle possible? 14 ) Dans quel cas peut-on dire que le Cp moyen d un gaz au cours d une évolution de T1 à T2 est égal à la moyenne des Cp à ces deux températures? 15 ) En définissant soigneusement les notations utilisées sur un schéma, écrivez à quoi est égale la poussée d un turboréacteur? Sa puissance de propulsion et sa puissance utile? 16 ) Représentez schématiquement le cycle élémentaire d une turbine à vapeur et tracez sommairement son diagramme T,s. 17 ) Donnez les inconvénients du cycle élémentaire en expliquant. 18 ) Décrire le cycle de Rankine (faire le schéma et le diagramme T,s) et indiquez les avantages espérés d un tel cycle. 19 ) Décrire le cycle de Hirn (faire le schéma et le diagramme T,s) et indiquez les avantages espérés d un tel cycle. 20 ) Décrire le cycle mixte (faire le schéma et le diagramme T,s) et indiquez les avantages espérés d un tel cycle. 21 ) En quoi consiste la combinaison de cycles et quels en sont les avantages. 22 ) Pourquoi la vapeur a-t-elle une très grande d importance dans l industrie? Quels sont les usages multiples de la vapeur? 23 ) Pour quel s utilisations les turbines à vapeur doivent posséder un grand nombre d étages de détente et pourquoi? Dans quel cas, au contraire, on se satisfait d un petit nombre d étages. 24 ) Pourquoi limite-t-on la haute pression des centrales nucléaires PWR à 70bar alors que l on attient 165bars dans une centrale à énergie fossile. 25 ) Décrivez le parcours de la vapeur dans la turbine ci-dessous. Précisez le nom de chacun des corps de cette turbine. 26 ) Qu est ce qui limite la surchauffe de la vapeur dans une centrale à énergie fossile? Dans une centrale nucléaire PWR?

6 6 27 ) Le rendement théorique d un cycle à vapeur est : A : Indépendant des pressions HP et BP B : Est proche du rendement du cycle de Carnot si on choisit Tc et Tf respectivement les températures d ébullition et de condensation C : Est légèrement supérieur à ce rendement du fait de la préchauffe de l eau avant ébullition (partie 2,3 du cycle. D : Augmente légèrement dans le cas d un cycle de Hirn A : 12 B : 3 C : 34 D : ) Qu est ce qui limite la diminution de la température froide Tf des cycles à vapeur d eau? 1 : La température ambiante 2 : La température de l eau de refroidissement 3 : Le volume de la vapeur qui devient trop petit 4 : Le taux de détente trop faible engendré par cette diminution A : 12 B : 3 C : 34 D : aucune proposition 29 ) Qu est ce qui limite l augmentation de la température chaude Tc des cycles à vapeur d eau? 1 : La température de flamme 2 : La température critique de l eau 3 : Le volume de la vapeur qui devient trop petit 4 : Le taux de détente trop grand engendré par cette augmentation A : 12 B : 3 C : 34 D : aucune proposition 30 ) A quelle valeur limite-t-on la température de surchauffe dans les centrales à énergie fossile? A : 100 C B : 285 C C : 540 C D : 1200 C 27 ) A quelle valeur limite-t-on la température de surchauffe dans les centrales PWR? A : 100 C B : 285 C C : 540 C D : 1200 C 31 ) Comme approximation du rendement théorique des cycles à vapeur, on utilise le rendement de Carnot. Rappeler l expression de ce rendement. 32 ) Que doit-on utiliser comme température Tf dans ce rendement? A : la température de l eau en sortie de bâche à eau B : la température de sortie de turbine C : la température de condensation D : la température ambiante 33 ) Que doit-on utiliser comme température Tc dans ce rendement? A : la température des fumées B : la température de sortie de surchauffeur C : la température entrée turbine D : d évaporation à l intérieur de la chaudière 34 ) Rappeler l expression du rendement isentropique d une turbine adiabatique fonctionnant entre l état et l état 2?

7 7 35 ) Que vaut ce rendement dans le cas d une turbine à gaz en fonction des températures T 1 et T 2 et pressions p 1 et p 2? 36 ) Sur un diagramme h,s, montrez comment on représente graphiquement le rendement isentropique de détente. 29 ) Les chambres de combustion des turbines à gaz : 1- fonctionnent avec une richesse très faible 2- comprennent deux parties distinctes : le foyer et la zone de dilution 3- la température de sortie est supérieure à 1500 C 4- la vitesse à l entrée du foyer est supersonique A : aucune réponse correcte B : 12 C : 1234 D : ) La charge aérodynamique d une chambre : A : sert à calculer la température de la chambre B : diminue lorsque l altitude augmente C : passe par un maximum lorsque l on augmente la charge de la turbine D : est un paramètre d essai qui ne change pas avec les paramètres réels