Exercices corrigés — Thermodynamique industrielle : dispositifs et cycles (thermodynamique et machines thermiques (PT))

33 exercices avec corrigé rédigé, du plus simple au plus exigeant.

B. Premier principe industriel

• Le sèche-cheveux : débit, dilatation et termes qu'on a le droit de négliger Exercice de TD
• Le compresseur à piston de l'atelier : le travail indiqué est un $\Delta h$ Exercice de TD

C. Deuxième principe pour un système ouvert

• La tuyère d'un turboréacteur, et celle d'un moteur-fusée Exercice de TD
• Le générateur de vapeur d'une chaufferie lu sur le diagramme entropique Exercice de TD

D. Dispositifs d'une installation industrielle

• La station de compression du réseau de gaz : une compression lue sur le diagramme $(P,h)$ du méthane Exercice de TD
• Le poste de détente du gaz naturel : pourquoi on chauffe le gaz avant de le détendre Exercice de TD
• La ventilation double flux : un échangeur qui ne crée presque pas d'entropie Exercice de TD
• Ce que coûte l'entropie créée dans une turbine : un thermomètre sur l'eau du condenseur Exercice de TD

E. Cycles thermodynamiques industriels

• Problème : la pompe à chaleur air-eau, COP réel, COP de Carnot, et où se perd le travail Exercice de TD
• Du cycle de Carnot au cycle de Rankine : pourquoi les centrales pompent du liquide Exercice de TD
• La turbine à gaz d'une centrale : le cycle de Joule-Brayton sur le diagramme entropique Exercice de TD
• Le réfrigérateur-congélateur au R600a : le même cycle sur le diagramme $(P,h)$ et sur le diagramme $(T,s)$ Exercice de TD
• Le chauffe-eau thermodynamique au CO${}_2$ : battre Carnot ? Exercice de TD
• Problème : la centrale nucléaire, où passent les deux tiers de la chaleur du réacteur Exercice de TD

• Conservation du débit Application directe du cours
• Le cycle de Carnot sur le diagramme entropique Application directe du cours
• Tuyère adiabatique Application directe du cours
• Turbine à vapeur Application directe du cours
• Compresseur et rendement isentropique Application directe du cours
• Lire une détente sur le diagramme de Mollier et dans les tables ; rendement isentropique Application directe du cours
• Laminage d'un gaz parfait Application directe du cours
• Échangeur à contre-courant Application directe du cours
• Mélangeur isobare Application directe du cours
• Le ballon de détente des purges Application directe du cours
• Installation motrice à vapeur Application directe du cours
• Rendement d'un cycle de Hirn à partir d'un extrait de table Application directe du cours
• Préchauffage par soutirage : le réchauffeur à mélange Application directe du cours
• Le séparateur-surchauffeur d'une tranche nucléaire Application directe du cours
• Le choix du fluide : cycle organique de Rankine en géothermie Application directe du cours
• Turbine à gaz : le rapport de pression du travail maximal Application directe du cours
• Machine frigorifique : efficacité par le bilan sur le cycle Application directe du cours
• Réfrigérateur ou pompe à chaleur : le sens de parcours décide Application directe du cours
• Ordres de grandeur des puissances mises en jeu Application directe du cours

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