cours thermodynamique version finale 1 année

Département: GPI

Réalisé par :

EL MARDI Omar

élève-ingénieur

Option Génie Energétique

ENSMR-ENIM

: https://www.youtube.com/channel/UCwYPeBxUoiFHtI6UdUHigTg

Cours thermodynamique 1 année 2014/2015

2 EL Mardi Omar : [email protected]

Sommaire

Partie 1 : Machines et installations industriels ................................... 5

I. Généralités ............................................................................................ 5

I.1 Première principe de la thermodynamique .................................................................................... 5

I.2 Deuxième principe de la thermodynamique ................................................................................... 5

I.3 Machines thermiques ........................................................................................................................ 6

I.4 Propriétés thermodynamiques des fluides ...................................................................................... 7

I.4.1 Gaz parfait................................................................................................................................ 7

I.4.2 Des relations ................................................................................................................................... 7

a. Loi de Joule ........................................................................................................................................ 7

b. Lois d’évolution ................................................................................................................................. 8

II. Outils de calcul : Diagrammes (T-S, h-S,Tables) ............................................ 8

II.1 Diagramme T-S (Température, Entropie) ...................................................................................... 8

II.2 Diagramme h-S (Voir annexe : A11) .............................................................................................. 9

II.3 Tableau : Propriétés de la vapeur d’eau saturée .......................................................................... 10

II.4 Tables : Propriétés de la vapeur surchauffée ............................................................................... 11

III. Turbine à vapeur : TAV ......................................................................... 12

III.1 Chaudière :....................................................................................................................................... 12

III.2 Turbine :........................................................................................................................................... 12

a. rendement isentropique .................................................................................................................. 12

b. Rendement mécanique d’une turbine (sans soutirage entre l’entrée et la sortie de turbine) .. 12

c. Rendement mécanique d’une turbine (Avec soutirage entre l’entré et la sortie de turbine ) .. 13

IV. Compresseur VS Turbine ....................................................................... 16

V. Turbine à gaz (TAG) ............................................................................. 17

VI. Air humide: ......................................................................................... 18

VI.1 Généralités ....................................................................................................................................... 18

VI.2 Les températures caractéristiques de l’air humide : ................................................................... 18

a. La température sèche de l'air ......................................................................................................... 18

b. La température humide .................................................................................................................. 18

c. La température de rosée ................................................................................................................. 19

VI.3 Diagramme psychrométrique :Air humide................................................................................... 19



Partie 2: Production du froid.............................................................. 22

Généralités ................................................................................................ 22

I. Machine frigorifique (MF) à Compression Vs Pompe à chaleur (PAC) .............. 23

a) Les Fluides Frigorigènes : FF ............................................................................................................ 23

b) Machine frigorifique ........................................................................................................................... 24

c) Machine frigorifique(MF) VS Pompe à chaleur (PAC) .................................................................. 25

II. Diagramme P-h : exemple Ammoniac R717=NH3 ........................................ 27



Partie 1

Machines et installations

Thermiques industrielles



Partie 1 : Machines et installations industriels

I. Généralités

I.1 Première principe de la thermodynamique

Ce principe exprime la conservation de l’énergie mécanique et de l’énergie calorifique. La variation de

l'énergie d'un système qui subit une transformation peut s'exprimer selon la relation suivante :

W+Q=(hs-he)+∆Wz+ ∆Wc

avec:

W: est la partie de l'énergie qui correspond au travail échangé par le système avec le milieu extérieur.

Q : est la quantité d'énergie échangée entre le système et le milieu extérieur, sous la forme de chaleur.

∆Wc :est la variation de l'énergie cinétique du système à l'échelle macroscopique (mouvement du

système dans un référentiel donné).

∆Wz: est la variation de l'énergie potentielle du système à l'échelle macroscopique, en interaction avec

des champs gravitationnels ou électro-magnétiques.

Pour les machines thermiques ∆Wz & ∆Wc sont négligeables :

I.2 Deuxième principe de la thermodynamique

Définition :

La variation de l’entropie dS d’un système est égale à la somme de la variation d’entropie résultant

des échanges avec l’extérieur deS de l’entropie produite à l’intérieur diS du Système.

∑

W

Q

he hs

W+Q=(hs-he)

Enthalpie à l’entrée Enthalpie à la sortie

dS = deS+ diS=𝒅𝑸

𝑻 + diS

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_thermique

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_cin%C3%A9tique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Macroscopique

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_potentielle



diS :

Si : Transformation adiabatique : dQ = 0

Adiabatique + réversible dS=0 S=Cte Transformation isentropique

Transformation isentropique adiabatique + réversible

I.3 Machines thermiques

Commentaires :

Machine

Source Chaude

SC

Source Froide

SF

Qc >0 QF <0

W<0 :Travail

>0 : transformation irréversible

= : transformation réversible

deS =𝒅𝑸

𝑻

• Machine thermique nécessite 2 sources : Source chaude et une Source froide

• Pour la production du travail W (énergie utile ) il faut consommer Qc (énergie consommée) et libérer • une énergie Q

F

• Rendement thermique =|é𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒆 𝒖𝒕𝒊𝒍𝒆

é𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒎𝒎é𝒆=

|𝑾|

𝑸𝒄=

𝑸𝒄−|𝑸𝑭|

𝑸𝒄=1-

|𝑸𝑭|

𝑸𝒄



I.4 Propriétés thermodynamiques des fluides

I.4.1 Gaz parfait

Pression : en Pa

Volume massique : /Kg

Constante spécifique: J/Kg/K r=

=

=

Température en K

I.4.2 Des relations

a. Loi de Joule

Variation de l’énergie interne (Transformation isochore (V=cte))

Variation de l’enthalpie Transformation isobare (P=cte)

Pv=rT

dU =Cv×dT Soit : Ƴ=𝑪𝒑

𝑪𝒗 Cv=

𝒓

Ƴ−𝟏

dh =Cp×dT Soit : Ƴ=𝑪𝒑

𝑪𝒗 Cp=Ƴ ×

𝒓

Ƴ−𝟏

Cp

et Cv en

Kj/K

g.K



b. Lois d’évolution

Soit une transformation isentropique (dS=0)

(1) P× =Cte

(2) T× − =Cte

(3) − × =Cte

Exemple d’application :

T2 : température réelle à la sortie de turbine

T2.s : Température à la sortie d’une détente isentropique

II. Outils de calcul : Diagrammes (T-S, h-S, Tables)

II.1 Diagramme T-S (Température, Entropie)

C’est un outil pour modéliser un problème et surtout les cycles thermodynamiques, une bonne

maitrise de cet outil vous permettez de trouver facilement les propriétés de l’eau (Liquide ou vapeur).

T1 P1

T2 P2

Turbine (Détente)

Chute de P et T

(3) 𝑷𝟏𝟏−𝜸

× 𝑻𝟏𝜸

=𝑃21−𝜸

× 𝑇2𝜸



L : Liquide, V : Vapeur

II.2 Diagramme h-S (Voir annexe : A-11)

X=Titre massique =

=

−

− =

−

− =

−

−

h’ : Enthalpie massique liquide saturé h’’ : Enthalpie massique Vapeur

saturé

T : de changement

de phase

Pression

P : Pression (Bars)

T Température °C

Courbe de

saturation

Vapeur Surchauffée

Liquide et Vapeur

X iso titre mv/(mv+mL)

h : Kcal/Kg

S : Kcal/Kg/K

Courbe de saturation :

Frontière entre les phases

L L+v

v



Exemple :

II.3 Tableau : Propriétés de la vapeur d’eau saturée

Voir Annexe : A 1, A2……, A5

Exemple : T=100 °C & P=1 Bar (Voir A-2)

T P h’ h’’ Lv=h’’-h ‘ S’ S’’

°C Kgf/cm2 Kj/Kg Kj/Kg Kj/Kg Kj/Kg /K Kj/Kg/K

- - - - - - -

100 1.0332 419 2675.78 2256.68 1.3071 7.35

- - - - - - -

Vous utilisez ces tableaux pour les points des courbes de saturation (frontière entre

L & (L+V) ou entre (L+V) & V).

S= ?

h= ?

h’’= 2675.78KJ/Kg

T= 100 °C

P= 1.0332 Bars

h’= 419 KJ/Kg

S’ S’’=7.35 KJ/Kg /K S’=1.3 KJ/Kg /K

En Kcal/Kg ; 1 Kcal =4.18 Kj

Inte

rpré

tation

Tableau

D

iagramm

e T-S



II.4 Tables : Propriétés de la vapeur surchauffée

J’ai pris l’exemple de P=6 Mpa=60Bars voir polycopie de professeur A8-8

T X = S ou h (pour cet exemple X=h)

450 h(450)=3301.8

460 h(460) = ??????

500 h(500)=3422.2

On peut également suivre cette méthode pour trouver S par T ou h par S ou S par h ça dépend de votre problème

Pour une vapeur surchauffée

Pression en MPa =10 Bars

P=6 Mpa=60 Bars (275.64 °C = T de changement de phase à P=60 Bars donc

si votre point est vapeur surchauffée vous devez utiliser ce tableau il

suffit juste de savoir la P .Et si vous voulez la T de changement de phase

vous l’avez déjà dans ce tableau (dans notre cas 275.6)

Sat : Saturation (Ligne 1) (Sat dans ce cas

=276.64 autrement point vapeur saturée et

donc h c h ‘’ et S c S’’ uniquement pour

ligne 1

Le reste Pour une vapeur surchauffée

T>T changement de phase =275.64 °C

Source d’exemple A-8-8 …..

Poly

Dans ce tableau paramètre d’entrée =T mais parfois la température introduite

ne figure pas dans le tableau Solution interpolation .Par exemple si on veut

X= h ou S à T=460 °C sachant que 450 < T=460 °C<500.

𝟒𝟓𝟎− 𝟒𝟔𝟎

𝒉 𝟒𝟓𝟎 − 𝒉 𝟒𝟔𝟎 =

𝟒𝟓𝟎− 𝟓𝟎𝟎

𝒉 𝟒𝟓𝟎 − 𝒉 𝟓𝟎𝟎 h(460)=h(450)+

𝟒𝟔𝟎−𝟒𝟓𝟎

𝟒𝟓𝟎−𝟓𝟎𝟎× 𝒉 𝟒𝟓𝟎 − 𝒉 𝟓𝟎𝟎



III. Turbine à vapeur : TAV

III.1 Chaudière :

Changement de phase Liquide (pt4) Vapeur (pt1)

P4=P1, h1>h4, T1>T4

III.2 Turbine :

La vapeur de pt 1 permet de tourner un arbre qui supporte les aubes de la turbine :

P2<P1, h2<h1, T2<T1

a. rendement isentropique

Rendement de la turbine si la transformation1-2 est isentropique S1=S2

b. Rendement mécanique d’une turbine (sans soutirage entre l’entrée et la

sortie de turbine)

Turb

ine

Ch

aud

ière

Condenseur Pompe

Une turbine à vapeur est un dispositif rotatif

destiné à utiliser l'énergie cinétique de la vapeur

d’eau pour faire tourner un arbre supportant

les aubes de la turbine.

L'énergie du fluide, caractérisée par sa vitesse et

son enthalpie, est partiellement convertie en

énergie mécanique pour entraîner un alternateur, et

donc la production de l’électricité.

Puissance en KW absorbé au niveau de l’arbre de la turbine

Puissance fournie à la turbine pour la production de Wa en KW

Ƞm=𝒒 𝑾𝒂

𝒒 𝒉𝒆−𝒉𝒔 =𝑷𝒂 𝑻𝒖𝟏

𝒒 𝒉𝒆−𝒉𝒔

q : Débit de vapeur entre e et s Kg/s ; Wa : Travail KJ/kg

Ƞis(T)=𝒉𝟏−𝒉𝟐

𝒉𝟏−𝒉𝟐𝒔

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_cin%C3%A9tique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Arbre_(m%C3%A9canique)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Aube_(m%C3%A9canique)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse

http://fr.wikipedia.org/wiki/Enthalpie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Alternateur



c. Rendement mécanique d’une turbine (Avec soutirage entre l’entré et la sortie de turbine )

3

6

4

Wm : Travail mécanique en Kj/Kg

Ƞm=𝑷𝒂 𝑻

𝑷 𝟑&𝟒 𝑷 𝟒&𝟔 =

𝒒𝟑×𝑾𝒎

𝒒𝟑× 𝒉𝟑−𝒉𝟒 𝒒𝟔× 𝒉𝟒−𝒉𝟔

Puissance (entre x et y) en KW= Débit (entre x et y) en Kg/s* ∆𝒉 en Kj/kg

P (3&4) : puissance consommée entre 3et 4 =débit entre 3et 4 (q3) * ∆𝐡

P (4&6) : puissance consommée entre 3et 4 =débit entre 4et 6 (q6=q3-q4) * ∆𝐡

q3=q4+q6

q3

q4

q6

Cas d’un soutirage : les 3 points : entrée de la turbine(3), point de soutirage

(4),sortie de la turbine (6) Sont linéaires (Voir diagramme h-S) .

Même chose sur le diagramme T-S.



III.3 Condenseur :

La chaleur à évacuer pour assurer la condensation de l’eau dans le condenseur CE : QCE

III.4 Pompe

QCE=q2×(h2-h3)

V=10-3 m3/kg et 1Kj =103 Pa m3 P en Pa

10-3*V(p8-p7))



III.5 Resurchauffeur



IV. Compresseur VS Turbine

Compresseur

1) Augmentation de T, P, h

2) Schéma :

3) Relation 1 : calcul de T2.s

4) Relation 2 : Calcul de T2,h2

Ƞis(C)=𝒉𝟐 𝒔−𝒉𝟏

𝒉𝟐−𝒉𝟏

𝒉𝟐 𝒔−𝒉𝟏

𝒉𝟐−𝒉𝟏

Turbine

1) Chute de T, P, h

2) Schéma :

3) Relation1 : T2.s

4) Relation 2 : Calcul de T2

Ƞis(T)=𝒉𝟐−𝒉𝟏

𝒉𝟐 𝒔−𝒉𝟐

On note par la suite pour h ou T sau point i et si la transformation est

isentropique par hi.s ou Ti.s

Pour les problèmes de la turbine à gaz on calcul des températures (pas des enthalpies,

les diagrammes h-s ….. pour la vapeur d’eau pas pour un gaz) :on peut utiliser

relation 1 pour trouver T2s relation 2(La suivante) pour trouver T2 :

Ƞis(C)=𝑻𝟐 𝒔−𝑻𝟏

𝑻𝟐−𝑻𝟏 Ƞis(T)=

𝑻𝟐−𝑻𝟏

𝑻𝟐 𝒔−𝑻𝟏

T2=Ƞ𝐢𝐬 𝐓 × 𝐓𝟐 𝐬 − 𝐓𝟏 + 𝑻𝟏

T2=𝑻𝟐 𝒔−𝑻𝟏

Ƞ𝐢𝐬 𝐂 + 𝑻𝟏



V. Turbine à gaz (TAG)

C.C

TC

Compresseur

Turb

ine

Chambre de Combustion

Dans sa forme la plus simple et la plus répandue, une turbine à gaz (aussi appelée turbine à

combustion) est composée de trois éléments :

un compresseur :

Rôle : comprimer de l'air ambiant à une pression donnée.

une chambre de combustion :

Dans laquelle un combustible gazeux ou liquide est injecté sous pression, puis brûlé avec l'air

comprimé, avec un fort excès d'air afin de limiter la température des gaz d'échappement

une turbine :

généralement axiale, dans laquelle sont détendus les gaz qui sortent de la chambre de combustion.

On notera que le terme de turbine à gaz provient de l'état du fluide de travail, qui reste toujours

gazeux, et non du combustible utilisé, qui peut être aussi bien gazeux que liquide (les turbines à gaz

utilisent généralement du gaz naturel ou des distillats légers comme le fioul domestique).

v v

Compresseur

Chambre à Combustion

Turbine à gaz



VI. Air humide:

VI.1 Généralités

L'air ambiant d'un local, quel qu'il soit, contient une certaine quantité d'eau, présente sous forme

de vapeur ; on a par conséquent affaire à un mélange binaire d'air sec et de vapeur d'eau.

On peut d'ailleurs la caractériser de diverses manières:

par la teneur en eau dans l'air (Humidité absolue) : W en Kg.eau / Kg air sec

par le degré hygrométrique de l'air (Humidité relative) :

par la pression partielle de la vapeur contenu dans l'air d'un local : Pv

VI.2 Les températures caractéristiques de l’air humide :

a. La température sèche de l'air

C’est la température indiqué par un thermomètre ordinaire à l’abri du rayonnement solaire

(quelquefois appelée température du bulbe sec).

b. La température humide

C’est la température indiquée par un thermomètre dont le bulbe est entouré d’une gaze mouillée,

balayé par de l’air en mouvement et protégée du rayonnement. A la surface du thermomètre à bulbe

humide, l’eau se vaporise.

L’ensemble thermomètre sec plus thermomètre humide est appelé psychromètre

Air

Tsec ThTsec>Th

Thermomètre à bulbe sec

Thermomètre à bulbe humide

Air humide = Air sec +Vapeur d’eau

ᵩ



c. La température de rosée

On définit la température de rosée "Trosée", la température à partir de laquelle, la vapeur d'eau,

contenue dans un air humide que l'on refroidit à pression constante, commence à se condenser

(apparition de gouttelettes d'eau).

VI.3 Diagramme psychrométrique : Air humide

M TM

Point de rosée

Refroidissement à pression constante

Degré hygrométrique ou humidité relative en %

Partie 2 :

Production et

Utilisation du Froid



Production du froid

Généralités

Le mot froid est utilisé souvent pour désigner une diminution de la température ou manque relatif

de la chaleur.

Naturellement la chaleur s’écoule entre deux corps dans les sens de leurs températures

décroissantes, autrement d’un corps à un corps plus froid. Par conséquent, refroidir une substance

consiste à e extraire de la chaleur à l’aide d’une autre substance qui se trouve à une température

relativement plus basse.

Actuellement, la production du froid est presque entièrement faite par des moyens artificiels

défiant la nature en utilisant des Machines Frigorifiques (MF).

Dans la plupart de ces machines ,un fluide est appelé Réfrigérant ou Fluide Frigorifique (FF)

circule continuellement dans une boucle fermée (Cycle),afin que dans une étape devienne récepteur de

chaleur et ou sa température est inférieure à celle du milieu extérieur et dans une autre étape

devienne fournisseur de chaleur et où sa température est supérieure à celle du milieu extérieur.

Procédés de production du froid

1. Réfrigération par un gaz non condensable

Ce procédé utilise le FF à l’état gazeux, sans changement d’état, le long du cycle et ne met en jeu

par conséquent que sa chaleur sensible à l’état gazeux. L’air et dans ce cas le FF le plus utilisé.

2. Réfrigération par un gaz condensable

Dans ce procédé le FF subit des changements d’état pendant son cycle dans la MF représentée

dans la figure ci-dessous, une condensation et une évaporation



Dans l’étape d’évaporation : Le FF absorbe sa chaleur d’évaporation fournie par le milieu

extérieur (Source froide).

Dans l’étape de condensation : Le FF fournit sa chaleur latente de condensation au milieu extérieur

(Source chaude)

Dans ce procédé le FF passe par les étapes suivantes :

Une évaporation à pression constante =Pév et température constante =Tév

Un transfert de l’évaporateur au condenseur par des organes de circulation pour fermer le

cycle.

Une condensation à P=Pcond=Cte et T=Cte=Tcond

Une détente de la pression cte = Pcond à la P=Pév

Plusieurs procédés de réfrigération à vapeur peuvent être envisagés selon leur système de collecte

du FF à l’état vapeur et sa circulation entre l’évaporateur et le condenseur. Les plus importants :

Réfrigération par compression MF à compression

Réfrigération par absorption MF à absorption

I. Machine frigorifique (MF) à Compression Vs Pompe à chaleur (PAC)

On note par la suite une machine frigorifique par MF et pompe à chaleur par PAC

a) Les Fluides Frigorigènes : FF

Définition

Un fluide frigorigène (ou réfrigérant) est un fluide pur ou un mélange de fluides purs

présents en phase liquide, gazeuse ou les deux à la fois en fonction de la température et de la

pression de celui-ci. La principale propriété des fluides frigorigènes est de s'évaporer à une

faible température sous pression atmosphérique. Les fluides frigorigènes sont utilisés dans

les systèmes de production de froid (climatisation, congélateur, réfrigérateur, etc.)

Les principaux fluides frigorigènes

Les FF les plus utilisées actuellement sont :

CO2

NH3 (Ammoniac)

Les fréons

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fluide_(mati%C3%A8re)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Phase

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_atmosph%C3%A9rique

http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9frig%C3%A9ration



Ces FF sont actuellement les plus utilisés dans les petites et moyennes installations car ils offrent un

grand choix de températures d’évaporation à P=1 atm ce qui permet de choisir le type de fréon le

mieux adapté à chaque emploi.

Des Informations supplémentaires :

Les fréons ont comme formule chimique : CmHnFxClyBrz tel que n+y+z=2m+2

Désignation des fréons : R (m-1)(n+1) x Bz par exemple C2F3Cl3 R113

Exemple des fluides frigorigènes (P=1 atm)

FF T de changement de phase

NH3 -34 °C <0

R22 -40.09 °C <0

R134a -26.36 °C<0

L’avantage des fluides frigorigènes : la température de changement de phase est faible voire <0

b) Machine frigorifique

Dans ce type de MF, les évolutions du fluide frigorigène FF s’effectuent avec un changement d’état

(de phase).En effet ce F subit une évaporation en absorbant sa chaleur latente de vaporisation au

cours de son passage dans l’évaporateur (noté source froide SF) et une condensation en cédant sa

chaleur latente de condensation au cours de son passage dans le condenseur (Source chaude SC).

Comme le montre le schéma suivant les 4 éléments essentiels qui caractérisent ce type de MF sont :

Evaporateur

Compresseur

Condenseur

Détendeur

HP : haute pression entre la sortie de compresseur (2) et l’entrée de détendeur (3)

BP : basse pression entre la sortie de détendeur (4) et l’entrée de compresseur(1)



Compresseur

Ev

ap

ora

teu

rS

F

Co

nd

en

seu

rS

CDetendeur

1 .Vap2.Vap

3.Liq 4.Liq

QF

QF

HP=Pression max : en rouge ; BP=Pression min: en bleu

Le principe de fonctionnement de telles machines consiste à faire subir à un FF condensable, d’une

façon cyclique, quatre opérations essentielles au sein de la MF, pour qu’il soit tantôt capteur de

chaleur à la température de la SF et tantôt fournisseur de la chaleur à la température de la SC il s’agit

en fait de :

Evaporer le FF à pression constante (P4=P1) =Pévap pour absorber une quantité de chaleur

QF de l’évaporateur (SF).

Comprimer le FF de 1 à 2 par le biais d’un compresseur pour augmenter sa pression (de la

Pévap à celle de condensation Pcond

Condenser le FF à P=Pcond pour qu’il libère une quantité de chaleur QC au condenseur (SC).

Détendre le FF pour faire chuter sa pression de Pcond à Pévap et abaisser sa température et

revenir à l’état initial pour boucler le cycle

c) Machine frigorifique(MF) VS Pompe à chaleur (PAC)

Même principe de fonctionnement de celui de la MF :



MF : l’énergie utile est la chaleur absorbée au niveau de l’évaporateur QF

PAC : l’énergie utile est la chaleur cédée au niveau de condenseur Qc

Machine frigorifique Pompe à chaleur

Energie utile : QF la chaleur absorbée au

niveau de l’évaporateur.

Energie utile :QC la chaleur cédée au niveau

du condenseur.

Energie consommée : le travail au niveau de compresseur Wcomp

Coefficient de performance (COP) de Carnot : COP Carnot Voir poly de prof Pages 66 et 68

𝑪𝑶𝑷 𝑪𝒂𝒓𝒏𝒐𝒕𝑴𝑭 =

𝑻𝑭

𝑻𝑪−𝑻𝑭

𝑪𝑶𝑷 𝑪𝒂𝒓𝒏𝒐𝒕𝑷𝑨𝑪 =

𝑻𝒄

𝑻𝑪−𝑻𝑭

TC : T de changement de phase à Pression max (voir les données de problème

TF: T de changement de phase à Pression Min (voir les données de problème

Important : Tc et TF en °K

Coefficient de performance (COP) réel : COP réel Voir poly de prof Pages 66 et 68

𝑪𝑶𝑷 𝒓é𝒆𝒍𝑴𝑭 =

𝑸𝑭

𝑾𝒄𝒐𝒎𝒑𝑪𝑶𝑷 𝒓é𝒆𝒍

𝑷𝑨𝑪=|𝑸𝑪|

𝑾𝒄𝒐𝒎𝒑

QF =h1-h4 en KJ/Kg

P.frig=𝑚𝐹𝐹 × 𝑄𝐹 en KW P.frig :puissance frigorifique en KW

mFF : débit de fluide frigorifique Kg/s

Wcomp=h2-h1en KJ/kg

Qc =h2-h3 en KJ/Kg mFF : débit de fluide frigorifique Kg/s

Wcomp=h2-h1en KJ/kg



II. Diagramme P-h : exemple Ammoniac R717=NH3

Rendement

Ƞ 𝑷𝑨𝑪 =

𝑪𝑶𝑷𝑷𝑨𝑪

𝑪𝑶𝑷𝒄𝒂𝒓𝒏𝒐𝒕𝑷𝑪

Ƞ 𝑴𝑭 =

𝑪𝑶𝑷𝑴𝑭

𝑪𝑶𝑷𝒄𝒂𝒓𝒏𝒐𝒕𝑴𝑭

T=50°C

S=Constante

X = Titre massique

P en Bar

h Kj/Kg

L

L+V

V

cours thermodynamique version finale 1 année

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