Thermal cycles

Enseignants

Bartosiewicz Yann;

Langue
d'enseignement

Anglais
> Facilités pour suivre le cours en français

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 avec interface utilisateur permettant de modéliser un cycle combiné (TGV) 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

Les diapositives détaillées de l'ensemble des cours seront disponibles dès le début de l'année (Moodle). Il est demandé aux étudiants d'étudier à l'avance ces diapositives et les chapitres du livre (reférence obligatoire) appropriés avant le cours. Cela permettra au professeur lors des séances en classe de mettre l'accent sur les acquis d'apprentissages du chapitre et de traiter des exemples types de questions d'examen lorsque cela est applicable. Cela permettra aussi de ne pas perdre de temps dans des détails ou dévelopements et ainsi permettre aux étudiants d'avoir une vision clair sur les acquis attendus. Des sessions de questions/réponses seront aussi organisées pour revenir ou expliquer certains détails ou pour éclaircir des concepts non compris.
La présence au cours est très 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 approches énergétique et exergétique dans l'analyse et l'amélioration des cycles de production d'énergie.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

L'évaluation finale repose sur une approche mixte (i) évaluation continue et (ii) examen en session:
(i) Evaluation continue:

• Durant le quadrimestre, plusieurs travaux (par binôme) obligatoires à la maison progressifs seront demandés. Ils consisteront à développer un modèle et l'implémenter sous forme de code de calcul et en la remise d'une note de calcul et du code. Ces travaux seront liés puisqu'il s'agira de débuter par des cycles de base, et de complexifier ces cycles ainsi que leur analyse le long du quadrimestre et suivant la matière vue en cours. Un présentation orale en fin de session sera demandée. Ces travaux permettront d'établir une note (/20) "travaux".
• Par ailleurs, des quizz ou petites interrogations, seront organisés en classe afin de tester les acquis d'apprentissage des cours précédents. Ces quizz permettront d'établir une note (/20) "quizz".

(ii) Examen en session:

• En session un examen (/20) écrit à livre fermé sera organisé. Les questions seront rédigées en anglais.

La note finale sera calculée de la façon suivante:

• Note finale (/20) = MIN(note exam (/13) + bonus "quizz" (/2) +  "travaux" (/7) , 20) si la note de l'examen est supérieure à 6/20.
• Note finale (/20) = (note exam (/20)) si la note de l'examen est inférieure ou égale à 6/20
• Tout travail à maison non rendu dans les temps se verra attribuer un note de 0/20
• Le bonus "quizz" dépendra de la moyenne obtenue pour cette activité et variera entre 0/2 et 2/2. Toute abscence injustifiée à plus de 50% des quizz entrainera une note "quizz" de 0/2. 
• La non réussite aux activités "quizz" permettra tout de même d'atteindre la note finale maximale de 20/20

En cas de seconde session, les mêmes régles s'appliquent (les notes "quizz" et "travaux" sont conservées).

Ressources
en ligne

https://moodle.uclouvain.be/course/view.php?id=829

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

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