Ce cours est l'application du cours de la Thermodynamique des classes préparatoires aux machines.
Vous appliquez vos connaissances de Thermodynamique aux machines frigorifiques et moteurs à combustion. J'ai choisi les machines frigorifiques parce que l'utilisation des pompes à chaleur (même technologie que les machines frigorifiques) est la façon de chauffer des maisons la moins émettrice en CO2. J'ai choisi les moteurs à combustion parce que beaucoup d'étudiants s'y passionnent (avec comme extension le chapitre de Combustion, qui est nouveau pour vous).
- Comprendre le fonctionnement des machines frigorifiques et des pompes à chaleur.
- Optimiser des moteurs à combustion afin de baisser la consommation et les émissions de CO2.
- Déterminer le débit d'air de la combustion afin de polluer le moins possible et déterminer la composition des gaz d'échappement
Connaissances en Thermodynamique
Établir des équations locales et globales de bilan, les manipuler en estimant l'ordre de grandeur et les effets physiques associés aux différents termes, et les mettre en application dans les différents composants des systèmes énergétiques
Calculer les variables thermodynamiques dans une machine à fluide compressible :
· Tracer les cycles thermodynamiques associés aux différentes machines ;
· Calculer des bilans d'énergie sur les différents organes et sur les systèmes dans leur ensemble ;
· Calculer les variables thermodynamiques globales au sein d’une machine.
Comparer différentes solutions technologiques en termes d'impacts environnementaux
Distinguer un réfrigérateur, d'une climatisation et d'une pompe à chaleur
. Comparer différentes pompes à chaleur en termes d'impacts environnementaux
Analyser et décrire le fonctionnement d’un moteur à combustion interne
· Comprendre le principe de fonctionnement d’un moteur à combustion interne ;
· Comprendre les différentes phases du cycle thermodynamique des moteurs à essence et diesel ;
. Comparer un moteur diesel à un moteur à essence en termes d'impacts environnementaux
· Appliquer les démarches pour déterminer la chaleur dégagée, la masse d’air nécessaire et la composition des gaz d’échappement émis lors d’une combustion.
· Faire le lien entre une combustion à mélange riche ou pauvre et la pollution.
Concevoir un bilan carbone pour un carburant et une entreprise
Machines thermiques :
1. Principe de fonctionnement d’un moteur à combustion interne ;
2. Cycles thermodynamiques des moteurs ;
3. Notions sur la combustion et la pollution.
4. Bilan carbone pour différents combustibles. Bilan carbone pour une entreprise fabriquant de portes et volets.
En Machines thermiques :
Thermodynamics for engineers ; Merle C. Potter ; Schaum
Fundamentals of engineering thermodynamics ; Michael J. Moran
Thermodynamique et énergétique ; Lucien Borel
En Machines thermiques : 1 séance en autonomie, suivi de 3 séances de cours magistral, suivi de 5 séances d'exercices dirigés
A part ça il y a aussi des TPs en présence pour illustrer les cours et exercices.
Machines thermiques :
1 Test concernant les CMs et EDs de Machines thermiques : 1 h (ce test compte pour 57 % de la note d'Energétique avancée)
Documents autorisés : 1 page manuscrite avec les équations utiles du chapitre Rappel de thermodynamique, Climatisation et Moteurs ; Le formulaire du cours Combustion sera fourni lors du test, calculatrice, règle ; pas d'exercices