Bonjour, je me demandais pourquoi dans les turboréacteurs on compresse toujours l'air avant de le détendre à l'aide d'une tuyère et pas l'inverse, ce serait plus simple pour avoir une pression de sortie égale à la pression extérieure. Merci d'avance !
Bonsoir
Juste en quelques mots sur le principe du turbo réacteur dont la fonction est d'absorber à l'avant de l'air à une certaine vitesse (celle de l'avion par rapport à l'air en norme) et à la pression extérieure pour le rejeter à l'arrière à la même pression extérieure mais à une vitesse beaucoup plus grande. L'air augmente son énergie cinétique macroscopique massique, ce qui bien sûr consomme de l'énergie.
Première étape : un compresseur comprime l'air tout en l'échauffant.
Deuxième étape : cet air chaud passe dans la chambre de combustion où il reçoit du carburant qui, en brûlant dans l'oxygène de l'air, augmente fortement sa température et donc aussi son enthalpie massique. Température et pression élevées sont indispensables à une bonne combustion par injection d'hydrocarbure.
Troisième étape : le gaz passe dans une turbine où il cède juste ce qu'il faut d'enthalpie massique pour que la turbine puisse entraîner le compresseur d'entrée.
Quatrième étape : le gaz passe dans la tuyère : en se détendant et en se refroidissant, le gaz voit diminuer son enthalpie massique et augmenter son énergie cinétique macroscopique indispensable à la propulsion par réaction.
Comprends-tu maintenant le principe de fonctionnement ? Pour voir son énergie cinétique massique augmenter en traversant la tuyère, le gaz doit nécessairement perdre de l'enthalpie massique en subissant une détente dans la tuyère, d'où la nécessité d'une pression et d'une température importantes en entrée de tuyère.
Tout cela est bien sûr une simplification assez grossière de la réalité.
Hum oui je vois merci, ma question porte surtout sur la quatrième étape : du fait du fonctionnement global du turboréacteur il est en effet nécessaire de comprimer et chauffer l'air avant la tuyère, mais si on se concentre juste sur la partie tuyère, si on détendait d'abord l'air (l'air serait alors surdétendu, sa pression statique serait inférieure à la pression atmosphérique) et qu'ensuite on chauffait l'air et qu'on le comprimait de manière à ce que la pression statique soit égale à la pression atmosphérique, au lieu de chauffer et de comprimer l'air avant la tuyère et de le détendre après, est-ce que ça reviendrait au même ?
Une tuyère est une canalisation (pas de parties mobiles comme dans une turbine ou un compresseur) où le gaz, en s'écoulant, se détend et se refroidit de façon que son énergie interne massique (son enthalpie massique pour être précis) diminue et que son énergie cinétique massique augmente. Plus la vitesse d'éjection des gaz en sortie de tuyère est grande, plus forte est la poussée du réacteur. L'enthalpie massique du gaz en entrée de tuyère doit être la plus grande possible, la température doit donc être la plus élevée possible. Ceci est incontournable. Evidemment, on peut discuter de la méthode permettant d'obtenir cette température d'entrée très élevée. Commencer par détendre le gaz diminuerait sa température et son enthalpie massique alors que l'on cherche précisément à obtenir ensuite une température très élevée : pas terrible pour le rendement ! De plus : comment procéder pour obtenir une détente à partir d'une pression égale à la pression extérieure ? Enfin, pour que la combustion de l'hydrocarbure soit spontanée et totale, celui-ci doit être injecté dans de l'air très chaud à pression élevée.
Oui je vois je comprends mieux merci !
Je pense qu'il y a aussi le problème de la trainée du réacteur
Son diamètre doit être réduit pour limiter la trainée
Par ailleurs pour obtenir la puissance nécessaire, il faut pouvoir bruler suffisamment de carburant, d'ou la nécessité de compresser l'air
enfin pour que le rendement de propulsion soit optimum il faut limiter la vitesse d'éjection pour éviter qu'une partie de l'énergie soit empotée par l'échappement sous forme énergie cinétique des gaz d'échappement
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
En fait ce que je pensais, c'est que comme une tuyère convergente a pour effet en subsonique de convertir la pression statique de l'air en énergie cinétique peu importe la pression en entrée (bon bien sûr sans atteindre non plus 0 pascals hein !) on pouvait si on le souhaitait faire passer l'air dans la tuyère (et donc accélérer cet air), et pour qu'elle soit adaptée, chauffer cet air (par combustion ou avec des résistance ou tout autre moyen) pour faire monter la pression et que cet air ne soit pas surdétendu en sortant de la tuyère
Sans etre expert,
Dans un turboreacteur deux roues tournant chacunes dans un sens different permettent de compresser l'air. L'air compressée permet d'avoir plus de molecules pour la combustion. Et la sortie plus petite pour avoir plus de pression.
I think's .
Sujet interessant.
Cdlt,
Gian BENHALIMA.
Bonsoir,
je complètement novice mais d'après ce que je comprends l'aspect pression et température a la sortie du compresseur est important pour avoir un bon rendement de combustion.
Ne pourrait avoir un meilleur rendement en "trichant" sur la compression du gaz en utilisant des ultrason dans la chambre de combustion?
Si ça se trouve cela améliorerait également l' homogénéité de l’injection
Qu'en pensez vous?
Bjr à toi,
Les concepteurs n'y auraient ils pas pensé ?
Les ultrasons seraient sensés apporter quelle amélioration au systéme et...comment ?
Bonne journée
Bonjour,
pourquoi les concepteurs n'y aurait pas pensé... peut être parce-que ils n'avaient pas l'habitude réfléchir à l'utra petit sur des engin de cette taille? je sais pas
Sinon, renseignement pris sur le principe d’aérosol généré par ultrasons sur le net, je pense, mais encore une fois je ne suis pas expert, que cela pourrait surtout permettre d'avoir une répartition homogène des gouttelettes de carburant donc une combustion plus efficace.
Qui dit combustion plus efficace dit économie de carburant et moins d'encrassement en général.
Voila ce que j'ai trouvé sur un site commencial:
Les avantages de cette technologie sont :
pas de nuisance sonore...bon là c'est très anecdotique
taille des gouttelettes précise et maîtrisée par la fréquence ultrasons
flux directif
Voilà voilà toujours curieux d'avoir votre avis sur le sujet
Bonne journée
