différences compresseurs-turbines (enthalpie,...)

[invite1f67c2d6]

Bonjour, j'aimerai bien comprendre pour un examens certaines notions :
pour une turbine ou pour un compresseur ce que c'est la pression dynamique et la pression statique. J'aimerai également comprendre bien la différence entre le rôle d'une turbine et celle d'un compresseur, enfin plutôt comment y évolue dedans l'enthalpie (elle représente quoi physiquement aussi l'enthalpie-> la pression ?), quel rôle joue le stator et le rotor, pq faut-il plusieurs étages de compressions et pas un seul. Qu'est ce qui change comme paramètres dans le triangle de vitesse. La différence aussi entre un compresseur axial et radial niveau efficacité. Voilà si qq d'assez calé savais répondre à mes questions en n'ayant pas peur d'aller dans les détails avec des formules si il faut ca m'aiderai ?
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[Thé-Au-Riz]

Salut flo

Alors je vais tenter de répondre à tes questions ( que je me suis moi même posé quand j'ai découvert les turbomachines).

Je pense qu'il faut distinguer le cas ou le volume fluide est infini (atmosphère) et le cas ou le volume est fini (tube, volume quelconque).

La pression atmosphérique en point, qui est une pression statique, correspond au poids de l'atmosphère.
Dans de l'eau il faut ajouter le poids du volume d'eau au dessus.

Lorsqu'un fluide est en mouvement, celui ci dispose d'une énergie cinétique. La pression dynamique représente donc la pression issue de l'énergie cinétique du fluide.
Par exemple une feuille droite devant toi. la pression statique est la pression atmosphérique. Si tu souffle dessus, elle bouge. Une force s'est donc appliquée dessus, une force de pression.

Cette pression dynamique apparaît dans l'équation de Bernoulli.


Pour l'ensemble turbine-compresseur:

- La turbine sert à capter l'énergie thermique du gaz. En effet un gaz chaud dispose d'une énergie interne élevée. D'ailleurs, selon les lois de Joules, l'énergie interne d'un gaz ne dépends que de la température.
Si tu imagines la température d'un gaz comme son agitation moléculaire, chaque particule de gaz a donc une énergie cinétique qui croit avec la température. D'ou le fameux principe équivalence travail-chaleur : le gaz va transmettre son énergie thermique ( cinétique au sens microscopique) à la turbine qui va donc récupérer cette énergie cinétique. Comme c'est une pièce mobile mécanique on parle donc de travail.

Ce travail va servir à fournir la puissance au compresseur amont pour fournir un travail de compression au gaz: cette fois, c'est le compresseur qui fournit de l'énergie cinétique aux particules. Comme un espace inter-aubage peut être vu comme un système fermé, qui dit augmentation de l'énergie cinétique dit augmentation de la température et de la pression.

On parle alors pour le gaz d'enthalpie, c'est à dire l'énergie thermique qu'il emporte avec lui. Le gaz entre chaud dans la turbine et en ressort plus froid et détendu -> il y a eu variation de l'enthalpie du gaz.

Le rotor sert à fournir le travail au gaz pour le compresseur, et à recevoir le travail du gaz pour la turbine. Si la pièce n'était pas mobile on ne pourrait pas recueillir ou fournir de travail.

Le stator sert à orienter le flux d'air.

Voilà niveau rendement je n'ai pas vraiment fait d'étude car pour mes études j'ai plutôt utilisé des compresseur centrifuge (pour l'automobile = gain de place) je situerai les rendements aux environ de 75%.
Plusieurs étages de compression permettent d'avoir un haut taux de compression total, et plusieurs étages de turbine permettent une meilleur récupération de l'énergie thermique.


La formule de la variation d'enthalpie massique est [J/kg]
Pour la pression dynamique:



Voilà je pense avoir fait le tour, si je n'ai pas fait d'erreurs

[invite1f67c2d6]

Merci beaucoup pour votre réponse. Par contre l'enthalpie ca représente donc une énergie interne. Une énergie de pression ou une énergie thermique liée à T ou bien les deux pac la température et la pression sont liés ? Aussi une autre question est delta h positif signifie qu'on cède de l'énergie au fluide ou l'inverse ? Merci Thé au riz !

[Thé-Au-Riz]

Effectivement l'enthalpie est lié à la pression et à l'énergie interne du fluide en mouvement, par la relation H=U+PV. Le terme PV représente un terme de travail, c'est le travail dit de "pompage", qui permet au fluide d'entrer dans le volume de contrôle.

Pour plus de précisions je t'invite à regarder de plus près la démonstration du premier principe en système ouvert sur cette page http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...v/61sysouv.htm

Une variation d'enthalpie négative indique une énergie cédée par le gaz, la température de sortie étant plus faible que la température d'entrée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1f67c2d6]

Et c'est quoi le rendement statique-statique et le rendement total-total , le rendement total-statique ?