Glossaire
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Adiabatique
Évolution sans échange de chaleur avec l’extérieur
Adiabatique réversible
Évolution adiabatique sans échange de chaleur avec l’extérieur et sans pertes par frottement
Chaleur
Transfert d’énergie thermique d’un système à un autre lorsqu’il y a une différence de température entre eux
Chaleur latente de changement d’état
Energie qu’il est nécessaire de fournir ou de retirer pour qu’un changement de phase puisse se réaliser
Coefficient de performance (COP)
Généralisation pour les cycles récepteurs de la notion de rendement
Cogénération
Production combinée d’énergie thermique et d’énergie mécanique ou d’électricité
Combustion non stœchiométrique
Combustion avec excès ou défaut d’air.
Combustion stœchiométrique
Combustion sans excès ni défaut d’air où tout l’oxygène disponible est complètement consommé.
Compresseur hermétique
Compresseur dont le moteur est directement refroidi et lubrifié par le fluide thermodynamique, ce qui permet de se passer d’huile
Compresseur scroll
Compresseur scroll formé de deux spirales cylindriques, l’une fixe, l’autre mobile, de forme identique, qui roulent en glissant l’une sur l’autre, enfermant des poches de gaz de volume variable
Condensation
Transformation d’un corps de l’état gazeux à l’état liquide
Contre-courant
Configuration d’écoulement dans un échangeur la plus performante sur le plan thermodynamique
Courbes composites
Ensemble de deux courbes représentant d’une part le cumul des disponibilités en énergie d’un réseau d’échangeurs en fonction de la température, et d’autre part, celui des besoins en énergie.
Cycle
Série de transformations qui amènent un fluide à se retrouver dans son état initial
Cycle combiné
Intégration en une seule unité de production de puissance mécanique de deux technologies complémentaires en terme de niveau de température, généralement les turbines à gaz et les centrales à vapeur.
Cycle de Brayton
Cycle moteur d’une turbine à gaz composé d’une compression isentropique, d’un échauffement isobare, d’une détente isentropique, et d’un refroidissement isobare
Cycle de Brayton inverse
Cycle récepteur composé d’une compression isentropique, d’un refroidissement isobare, d’une détente isentropique, et d’un échauffement isobare
Cycle de Carnot
Cycle moteur composé d’une compression isentropique, d’un échauffement isotherme, d’une détente isentropique, et d’un refroidissement isotherme
Cycle de Hirn
Cycle de Rankine avec surchauffe
Cycle de Rankine
Cycle moteur d’une centrale à vapeur composé d’une compression isentropique, d’un échauffement isobare en deux étapes (chauffe à l’état liquide, vaporisation), d’une détente isentropique, et d’un refroidissement isobare
Cycle moteur
Cycle convertissant de la chaleur en travail
Cycle récepteur
Cycle permettant d’extraire de la chaleur à basse température ou de rehausser le niveau de température d’un fluide grâce à un apport d’énergie mécanique
Diagramme des frigoristes
Diagramme thermodynamique comportant l’enthalpie en abscisse et la pression en ordonnée, généralement avec une échelle logarithmique.
Diagramme entropique
Diagramme thermodynamique comportant l’entropie en abscisse et la température en ordonnée.
Diagramme psychrométrique
Diagramme thermodynamique comportant la température sèche t en abscisse et l’humidité spécifique w en ordonnée.
Diffuseur
Organe permettant la conversion en pression de l’énergie cinétique d’un fluide
Économiseur
Échangeur de chaleur permettant de chauffer un fluide à l’état liquide
Efficacité
Rapport de l’effet énergétique utile à l’énergie payante mise en jeu
Efficacité d’un échangeur de chaleur
Rapport de la plus grande augmentation de température au sein des fluides à l’écart des températures d’entrée des deux fluides
Éjecteur
Organe permettant l’aspiration d’un fluide grâce à l’enthalpie d’un fluide moteur
Énergie interne
Somme des énergies cinétiques microscopiques (assimilables à l’agitation thermique des particules) et des énergies potentielles d’interactions microscopiques (liaisons chimiques, interactions nucléaires) des particules constituant ce système
Énergie payante
somme de toutes les énergies que l’on a dû fournir au cycle en provenance de l’extérieur
Énergie utile
Bilan net des énergies utiles du cycle, c’est-à-dire la valeur absolue de la somme algébrique des énergies produites et consommées en son sein participant à l’effet énergétique utile
Enthalpie
Généralisation aux systèmes ouverts de l’énergie interne pour les systèmes fermés.
EntROpie
Fonction d’état reliant la température d’un système à la chaleur échangée avec son environnement.
La thermodynamique statistique nous fournit l'interprétation physique suivante : l'entropie peut être interprétée comme la mesure du degré de désordre d'un système au niveau microscopique. Plus l'entropie du système est élevée, moins ses éléments sont ordonnés, liés entre eux, capables de produire des effets mécaniques, et plus grande est la part de l'énergie inutilisable pour l'obtention d'un travail.
Environnement
Ensemble de ce qui est extérieur au système considéré et avec lequel il interagit
État d’un système
La notion d’état d’un système représente « l’information minimale nécessaire à la détermination de son comportement futur ».
Évolution de référence
Évolution correspondant au fonctionnement de composants qui seraient parfaits, pour lesquels une variable ou une fonction d’état bien choisie reste constante et à laquelle on sait associer une équation simple d’évolution
Excès d’air
Air en excès par rapport à la réaction stœchiométrique.
Facteur d’air
Facteur multiplicatif de la quantité d’air dans une réaction non-stœchiométrique, ou bien encore inverse de la richesse.
Flash
Évaporation d’un fluide par laminage isethalpique à partir de l’état liquide
Fluide de travail
Fluide parcourant une machine thermique et subissant des évolutions ou transformations diverses
Fonction de parcours
Grandeur dépendant non seulement des états initial et final du système, mais aussi de la manière dont l’évolution prend place.
Fonction d’état
Une fonction d’état est une grandeur dont la valeur ne dépend que de l’état du système, et non pas de son histoire.
Fraction massique
Rapport de la masse de ce constituant à la masse totale du mélange
Fraction molaire
Rapport du nombre de moles de ce constituant au nombre total de moles dans le mélange
Fusion
Transformation d’un corps de l’état solide à l’état liquide
Gaz idéal
Modèle de fluide où l’on fait l’hypothèse que la taille des molécules et les interactions entre elles sont négligeables. Son énergie interne et son enthalpie ne dépendent que de la température.
Gaz parfait
Gaz idéal dont les capacités thermiques sont constantes
Générateur de vapeur
Echangeur de chaleur produisant de la vapeur à partir d’un liquide sous pression
Humidité relative
Rapport de la pression partielle de la vapeur d’eau à sa pression de vapeur saturante.
Humidité spécifique (ou absolue)
Rapport de la masse d’eau contenue dans un volume donné de mélange humide à la masse de gaz sec contenue dans ce même volume donné.
Irréversibilités
Les irréversibilités par hétérogénéité de température proviennent de la différence de température qui doit en pratique exister entre deux corps lorsqu’ils échangent de la chaleur.
Isenthalpique
Évolution pendant laquelle l’enthalpie reste constante
Isobare
Évolution pendant laquelle la pression reste constante
Isotherme
Évolution pendant laquelle la température reste constante
Isotitre
Évolution pendant laquelle le titre en vapeur reste constant
Laminage isenthalpique
Transformation adiabatique et sans travail.
Loi de pression saturante
Relation qui donne la pression de saturation d’un fluide en fonction de la température
Logarithme
Le logarithme de base b d'un nombre est la puissance à laquelle il faut élever la base b pour obtenir ce nombre.
Oxycombustion
Combustion réalisée avec comme comburant de l’oxygène pur ou un mélange d’oxygène O2 et de dioxyde de carbone CO2
Perte de charge
Diminution de la pression dans un fluide due aux frottements visqueux et aux chocs.
Pincement d’un échangeur
Écart minimal de température entre les deux fluides qui traversent un échangeur de chaleur.
Point critique
État où la phase de vapeur pure a les mêmes propriétés que la phase de liquide pur. Il est caractérisé par la pression critique et la température critique
Pouvoir calorifique
Enthalpie libérée par la réaction de combustion.
Pression partielle
Pression qu’exercerait ce constituant s’il occupait seul le volume V du mélange, sa température étant égale à celle du mélange.
Pressuriseur
Organe d’un réacteur nucléaire à eau pressurisée servant à maintenir la pression dans le circuit primaire
Prélèvement ou soutirage
Fraction du débit principal de fluide qui est extraite afin d’assurer un préchauffage du fluide avant entrée dans l’économiseur
Rendement
Rapport de l’effet énergétique utile à l’énergie payante mise en jeu
Rendement de Carnot
Rendement d’une machine thermique idéale décrivant un cycle entre deux sources de chaleur
Rendement isentropique
Permet de caractériser les performances des compresseurs et turbines qui ne sont pas parfaits, de telle sorte que la compression et la détente suivent des adiabatiques non réversibles
Rendement polytropique
Rendement isentropique infinitésimal
Richesse
Rapport du nombre de moles de combustible contenu dans une quantité déterminée de mélange, au nombre de moles de combustible contenu dans le mélange stœchiométrique, ou encore inverse du facteur d’air.
Réchauffe ou resurchauffe
Se dit d’un cycle où le fluide partiellement détendu est réchauffé avant poursuite de la détente
Régénération
Utilisation d’une partie de la chaleur disponible après détente d’un fluide pour le préchauffer
Saturation
État d’un fluide pur en équilibre liquide-vapeur
Sublimation
Transformation d’un corps de l’état solide à l’état gazeux
Supercritique
État d’un fluide dont la pression est supérieure à sa pression critique
Surchauffeur
Échangeur de chaleur permettant de chauffer une vapeur à une température supérieure à celle de vaporisation
Systèmes ouverts et fermés
Un système thermodynamique désigne une quantité de matière isolable de son environnement par une frontière fictive ou réelle. Ce système est dit fermé s’il n’échange pas de matière avec l’extérieur à travers ses frontières ; sinon il est dit ouvert.
Séparateur
Organe servant à séparer un fluide en équilibre liquide–vapeur en divisant son débit en deux parties, l’une correspondant au liquide, et l’autre à la vapeur
Température
Mesure du degré d’agitation des molécules du fluide de travail : plus elles sont agitées, plus sa température est élevée
Température de figeage
C’est la température à laquelle ont été figés les imbrûlés lors de certaines réactions de combustion, et donc celle qu’il faut utiliser dans la loi d’action de masse pour calculer Kp et retrouver la composition des gaz brûlés.
Thermocoupleur
Mécanisme qui complète les échangeurs de chaleur en permettant à des composants autres que des transfos « échange » de se connecter à une ou plusieurs transfos « échange » pour représenter des couplages thermiques
Titre d’un mélange diphasique d’un corps pur
Rapport de la masse de vapeur à la masse totale (vapeur + liquide)
Transformation irréversible
Une transformation est dite irréversible dans les deux cas suivants :
- la transformation inverse n’est pas réalisable sans modification profonde de l’appareillage (mélange, combustion…) ;
- elle renferme une cause d’irréversibilité du type frottement ou viscosité.
Transformation réversible
On appelle transformation réversible entre deux états d’équilibre 1 et 2 une évolution fictive qui jouit des deux propriétés suivantes :
- elle est suffisamment lente à tous points de vue (vitesses, échanges de chaleur et de matière…) pour qu’on puisse l’assimiler à une suite continue d’états d’équilibre ;
- elle constitue la limite commune de deux familles de transformations réelles dont l’une mène de 1 à 2, et l’autre de 2 à 1.
Travail utile
Travail mis en jeu au niveau des parois mobiles d’une machine fonctionnant en système ouvert
Turbine à gaz aérodérivée
Turbine à gaz dérivée de l’aviation, variante d’un turboréacteur
Tuyère
Organe permettant la conversion en énergie cinétique de l’enthalpie d’un fluide
Vaporisation
Transformation d’un corps de l’état liquide à l’état gazeux
Vaporiseur
Échangeur de chaleur permettant de vaporiser un fluide
Variables d’état
Ensemble des grandeurs physiques (ou propriétés thermodynamiques) (températures, pressions…) nécessaires et suffisantes pour caractériser complètement un système à un instant donné.
