Thermal cycles

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 :
1	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 permettant de modéliser un cycle moteur complexe sous différentes conditions et de réaliser l'étude énergétique et exergétique

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

En raison de la crise du COVID-19, les informations de cette rubrique sont particulièrement susceptibles d’être modifiées.

Le cours est présenté en présentiel (comodalité ou distanciel si la situation sanitaire l'exige) sous une forme mixte: (i) il est demandé aux étudiants d'étudier les slides et chapitres du livre du prochain cours; (ii) durant la première heure, le professeur fait une synthèse des éléments importants; (iii) durant la deuxième heure une intéraction entre étudiants-professeur sera favorisée par des questions/réponses. Certains développements et rappels en thermodynamique pourront être 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

En raison de la crise du COVID-19, les informations de cette rubrique sont particulièrement susceptibles d’être modifiées.

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 peut porter sur la simulation de tout ou partie de ces cycles. Le projet inclue aussi l'analyse énergétique et exergétique de ces cycles.
Examen: livre fermé (3h). Compréhension/théorie/exercice. Le Professeur se réserve le droit de réexaminer à l'oral un étudiant qui aurait éprouvé des incidents techniques ou qui serait suspecté de fraude pour l'examen écrit.
La note finale est répartie entre le projet et l'examen. La clé de répartition est à géométrie variable selon les notes obtenues en projet et examen. La clé exacte est présentée en cours et sur le site moodle (slides de démarrage du cours). Par ailleurs, des tests de connaissances pourraient être effectués pendant le quadrimestre: ces tests pourraient être aussi bien formatifs que certificatifs et dans ce dernier cas ils seront intégrés dans la pondération à géométrie variable.

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 (978-2-87558-409-0 en pdf) . Obligatoire
• Slides disponibles sur Moodle obligatoire
• Eléments de thermodynamique technique",Joseph Martin et Pierre Wauters, 2014, presses universitaires de Louvain (ISBN:978-2-87558-317-8 or 978-2-87558-318-5 en pdf)
  . Recommandé
• Thermodynamique et énergétique: de l'énergie à l'exergie", L. Borel et D. Favrat, Presses polytechniques et universitaires romandes. Recommandé

• "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 (978-2-87558-409-0 in pdf). Obligatoire
• "Eléments de thermodynamique technique",Joseph Martin et Pierre Wauters, 2014, presses universitaires de Louvain (ISBN:978-2-87558-317-8 or 978-2-87558-318-5 in pdf). 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 (978-2-87558-409-0 en pdf)
• Slides disponibles sur Moodle
• Eléments de thermodynamique technique", Joseph Martin et Pierre Wauters, 2014, presses universitaires de Louvain (ISBN:978-2-87558-317-8 or 978-2-87558-318-5 en pdf)
• 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