Thermal cycles

5 crédits

30.0 h + 30.0 h

Enseignants

Bartosiewicz Yann;

Langue
d'enseignement

Anglais

Préalables

Les étudiants doivent maîtriser les compétences suivantes: thermodynamique et mécanique des fluides de base , telles que couvertes dans le cadre des cours LMECA1855 et LMECA1321

Thèmes abordés

Concept de l'exergie, application en transfert de chaleur, combustion, analyse de cycles moteurs
Analyse énergétique et exergétique des cycles de Rankine-hirn avec soutirages multiples et resurchauffe
Analyse énergétique et exergétique des cycles de Brayton (turbine à gaz)
Analyse énergétique et exergétique des cycles combinés TGV (Turbine Gaz Vapeur)
Analyse énergétique et exergétique des cycles de cogénération

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil mécaniciens », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

AA1.1, AA1.2, AA1.3
AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.4
AA3.1, AA3.2, AA3.3
AA4.1, AA4.2, AA4.3, AA4.4
AA5.1, AA5.3, AA5.4, AA5.5, AA5.6
AA6.3

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant aura les connaissances et aptitudes requises pour la conception de systèmes thermodynamiques, ainsi que l'évaluation quantitative et critique de ceux-ci.

Plus particulièrement :

d'utiliser la notion d'exergie pour évaluer les performances thermodynamiques d'un cycle moteur et de complémenter l'analyse énergétique
de formuler une analyse détaillée, et de la présenter sous forme graphique, des pertes et irréversibilités occasionnées au niveau de chaque composant d'un cycle moteur
de formuler les hypothèses et les modèles appropriés pour la mise au point d'un modèle complet de cycles à vapeur, à gaz et combinés
de mettre au point un logiciel avec interface utilisateur permettant de modéliser un cycle combiné (TGV) sous différentes conditions et de réaliser l¿étude énergétique et exergétique

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

Chapitre 1: Caractérisation des performances énergétiques des installations thermodynamiques motrices
Chapitre 2: Les installations motrices à vapeur
Chapitre 3: Les turbines à gaz
Chapitre 4: Les installations motrices à cycles combinés
Chapitre 5: La cogénération

Méthodes d'enseignement

Le cours est présenté sous forme de diapositives (format électronique). Certains développements et rappels en thermodynamique seront effectués au tableau. La présence au cours est fortement recommandée dans la mesure où un lien permanent sera expliqué entre les équations et la théorie et leur implication/signification pratique. L'esprit du cours est la comparaison permanente entre les approaches énergétique et exergétique.
Afin de mettre en pratiques les concepts du cours, un projet est organisé sur toute la durée de la session d'automne. Des séances de suivi avec l'assistant sont organisées périodiquement.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Project: Simulation de (i) un cycle de Rankine complexe incluant soutirages et resurchauffe, (ii)un cycle turbine à gaz, (iii) un cycle combiné. Le projet inclue aussi l'analyse énergétique et exergétique de ces cycles.
Examen: livre fermé (3-4 h). Compréhensio/théorie/exercice
Note finale = 0,4*Note(projet)+0,6*Note(exam) if note(projet) and Note(Exam) >= 10/20
Note finale = SQRT(Note(projet)*Note(exam)) if Note(projet)=< 10/20 and Note(Exam) >= 10/20
Note finale =MIN(Note(projet),Note(exam)) sinon

Ressources
en ligne

https://moodleucl.uclouvain.be/course/view.php?id=6963

Bibliographie

Thermal Power Plants - Energetic and Exergetic approaches", D. Johnson, Joseph Martin et Pierre Wauters, 2015, presses universitaires de Louvain, ISBN: 978-2-87558-408-3
Slides disponibles sur Moodle
Eléments de thermodynamique technique",Joseph Martin et Pierre Wauters, 2014, presses universitaires de Louvain
Thermodynamique et énergétique: de l'énergie à l'exergie", L. Borel et D. Favrat, Presses polytechniques et universitaires romandes.

"Thermal Power Plants - Energetic and Exergetic approaches", D. Johnson, Joseph Martin et Pierre Wauters, 2015, presses universitaires de Louvain, ISBN: 978-2-87558-408-3. Obligatoire
"Eléments de thermodynamique technique",Joseph Martin et Pierre Wauters, 2014, presses universitaires de Louvain. Recommandé
Slides disponibles sur Moodle, obligatoire
"Thermodynamique et énergétique: de l'énergie à l'exergie", L. Borel et D. Favrat, Presses polytechniques et universitaires romandes. Recommandé

Support de cours

Thermal Power Plants - Energetic and Exergetic approaches", D. Johnson, Joseph Martin et Pierre Wauters, 2015, presses universitaires de Louvain, ISBN: 978-2-87558-408-3
Slides disponibles sur Moodle
Eléments de thermodynamique technique",Joseph Martin et Pierre Wauters, 2014, presses universitaires de Louvain
Thermodynamique et énergétique: de l'énergie à l'exergie", L. Borel et D. Favrat, Presses polytechniques et universitaires romandes.

Faculté ou entité
en charge

MECA

Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Master [120] : ingénieur civil électromécanicien

ELME2M

Master [120] : ingénieur civil mécanicien

MECA2M