ETUDE ANALYTIQUE DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE DES MINI TURBOMACHINES THERMIQUES EN FONCTIONNEMENT NON ADIABATIQUE

Autor/autori: Alphonse DIANGO (Franta), Christelle PERILHON (Franta), Georges DESCOMBES (Franta), Emile DANHO (Coasta de Fildes)


Résumé: Dans le contexte actuel de réchauffement climatique lié à une consommation importante de combustibles d’origine fossile, il est impératif d’optimiser le fonctionnement des machines thermiques afin de réduire les consommations et ralentir un tant soi peu la dégradation de notre environnement. L’optimisation du fonctionnement des machines, passant par la maitrise des performances (rendement et puissance), cette étude a pour objectif de proposer un indicateur pour caractériser l’efficacité énergétique des petites machines thermiques. En effet, l’efficacité énergétique des turbomachines thermiques est souvent caractérisée par le rendement par rapport à l’isentropique dont la référence est sans échanges thermiques (adiabatiques). Or les turbomachines thermiques à géométrie réduite fonctionnant à des températures élevées (plus de 500°C) ne peuvent être considérées comme étant adiabatiques [1, 2, 3, 4, 5]. En plus du rendement par rapport à l’isentropique, le rendement polytropique [7] et le rendement exergétique [8, 9] sont aussi utilisés pour caractériser les systèmes énergétiques. Afin de faire un choix judicieux de l’indicateur caractérisant au mieux l’efficacité énergétique des turbomachines thermiques adiabatiques et non adiabatiques, nous faisons une étude comparée de l’évolution de ces deux rendements en fonction des transferts thermiques pour un point de fonctionnement donné. Les résultats de cette étude montrent que pour ce point de fonctionnement de la turbomachine, les transferts thermiques n’ont pas le même impact sur les rendements polytropique et exergétique. Le rendement exergétique varie non seulement avec les échanges thermiques mais dépend aussi des conditions ambiantes. Le rendement polytropique ne semble pas être influencé par les conditions extérieures et les transferts thermiques et il présente une signification physique beaucoup plus perceptible. Il convient aussi bien aux évolutions adiabatiques ou non et est donc bien indiqué dans l’étude des mini et micro turbomachines

Mots-clés: efficacité, exergie, isentropique, polytropique, micro-turbomachines

 

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