CYCLES AVEC SURCHAUFFE ET RESURCHAUFFE<br/><br/>On veut comparer les propriétés de trois cycles moteurs à vapeur d'eau (cycle C1 : cycle 1-2-3-4-4'-1, C2 : cycle 1-2-3-4-5-6-6'-1, cycle C3 : 1-2-3-4-5-6-7-8-1). Ces trois cycles sont représentés en diagramme entropique (cf figure 1).<br/>T 5 4 7<br/>2 2 1 P GV 4 7 4<br/><br/>3<br/><br/>RS<br/><br/>S<br/><br/>6 2 1<br/>8 7 TV2 Figure 2 6 TV1 5<br/><br/>4' Figure 1<br/><br/>6'<br/><br/>8 s<br/><br/>Pour le cycle C3, l'installation est représentée sur la figure 2. On a : 1-2 : compression adiabatique et réversible du liquide dans la pompe P ; 2-3-4 : échauffement et vaporisation isobares dans le générateur de vapeur GV ; au point 4, la vapeur est saturante ; 4-5 : échauffement isobare dans le surchauffeur S par échange thermique avec un fluide auxiliaire maintenu à la température 600 °C, de façon que t5 = 600 °C ; 5-6 : détente adiabatique réversible dans la turbine TV1 ; 6-7 : échauffement isobare dans le resurchauffeur RS par échange thermique avec le même fluide auxiliaire : donc T7 = T5 ; 7-8 : détente adiabatique et réversible dans la turbine TV2 ; 8-1 : condensation isobare dans le condenseur CD ; Le cycle C2 serait réalisé en détendant une seule fois le fluide (sans resurchauffe) et le cycle C1 en détendant directement la vapeur saturée sèche. Tous les transferts de fluide dans les conduites de liaison sont supposés isothermes et isobares. Les pressions des changements de phase sont : P3 = P4 = 100 bars, P1 = P8 = P4' = P6' = 0,1 bar, et la pression dans le resurchauffeur vaut : P6 = P7 = 30 bars. On utilisera le diagramme enthalpique joint, et on donne les caractéristiques de l'eau liquide : v = 10-3 m3 · kg-1, et cp = cl = 4,18 kJ · K-1 · kg-1.<br/><br/>Thermoptim<br/><br/>Page 1 sur 2<br/><br/><br/>1. Justifier l'allure du cycle C1 dans le diagramme entropique, et expliquer notamment pourquoi les points 1 et 2 sont confondus. On prendra par la suite h1 = h2. Placer le maximum de points sur le diagramme enthalpique joint. Quelles sont les températures des changements de phase ? Le cycle est-il réversible ? 2. Donner, par lecture directe sur le diagramme, les titres en vapeur x en fin de détente dans chacun des trois cycles. En déduire la diminution de l'humidité relative (masse d'eau liquide par kilogramme de fluide) dans les turbines, due à la surchauffe (détente du cycle C2 comparée à celle du cycle C1), et celle due à la surchauffe et à la resurchauffe (détente du cycle C3 comparée à celle du cycle C1). 3. Calculer les quantités de chaleur massiques échangées par le fluide avec le milieu extérieur pour les trois cycles. 4. Calculer les rendements thermodynamiques théoriques des trois cycles. Conclusion ? 5. Utiliser le logiciel Thermoptim pour construire les 3 cycles précédents et calculer l'efficacité.<br/><br/>Thermoptim<br/><br/>Page 2 sur 2