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Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique



  1. #1
    Lavendou

    Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique


    ------

    Bonjour,

    J'ai ici un cycle moteur.

    Je dois calculer le débit d'air nécessaire dans le cycle moteur. Je n'ai malheureusement aucune solution pour cette exercice.

    Pour l'exercice juste avant celui-ci, nous avions utilisé la formule débit= Puissance/Wnet

    Ici dois-je utiliser la même formule?

    Voici l'énoncé Nom : examen.PNG
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Taille : 354,2 Ko

    -----

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  3. #2
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Bonjour,

    Pour pouvoir utiliser débit=Puissance/Travail massique; il faut connaitre la puissance, elle n'est pas indiquée...

    La seule donnée "temporelle" est le débit d'hydrogène, donc c'est la seule que vous puissiez utiliser.

  4. #3
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Ici nous sommes dans un système ouvert du coup delta h= wi+q

    Du coup ici débit air entrant= débit air sortant?

    Comment puis-je faire le lien entre le débit d'hydrogène et le débit d'air?

    Pi+Pt= delta h *débit?

  5. #4
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Ici nous sommes dans un système ouvert du coup delta h= wi+q
    Oui, mais cela n'a pas de rapport avec la question 1

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Du coup ici débit air entrant= débit air sortant?
    Oui

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Comment puis-je faire le lien entre le débit d'hydrogène et le débit d'air?
    cf. votre autre exo : compression turbine.
    Par contre, ici cela manque de données. On peut supposer, même si cela n'est pas indiqué, que les réactifs sont en proportion stoechiométrique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Pi+Pt= delta h *débit?
    De nouveau aucun rapport avec la question posée : vous n'avez pas de puissance dans les données.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Vous voulez dire que la première étape est d'écrire la réaction chimique de la combustion de NH3 (amoniac)?

    J'ai trouvé cette réponse sur internet mais je pense qu'il a nous normalement de la pondérer.


    4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)

    Voici l'exercice précédent:Nom : gggg.PNG
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Taille : 157,2 Ko

    Dois-je commencer d'une manière similaire?

    Le problème c'est que je ne sais jamais comment commencer l'exercice. Y a-t-il une marche à suivre ici?

    C'est-à-dire, commencer ici avec une réaction chimique générique et pondérer?

  8. #6
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Vous devez commencer par une équation chimique mais il faut lire le texte et le schéma avant de commencer : quels sont les gaz qui entrent dans la chambre de combustion ?

    Il faudrait aussi lire mes réponses : "cf. votre autre exo : compression turbine."

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  10. #7
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    L’exercice intitulé compresseur turbine sur la combustion ? Vous avez un numéro de message ?

    Je vais commencer avec une équation chimique. Je n’ai aucune indication sur les coefficients stœchiométriques comme vous avez mentionné avant. Je dois partir d’une équation chimique générale pour vous?

    Je n’ai malheureusement aucune solution donnée ici

  11. #8
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    L’exercice intitulé compresseur turbine sur la combustion ? Vous avez un numéro de message ?
    Réponse 2, sauf qu'ici n'est pas donné, il faut donc faire une hypothèse : stoechiométrique parait raisonnable.

  12. #9
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Voici la réponse 2

    Bonjour,

    1- Vous ne connaissez H2 + O2 = H2O ?!
    2- le \lambda est le coefficient d'air
    3- \lambda =1,25 d'après le texte

    Voir votre cours page 56 première diapo,Nom : hhhh.PNG
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    Voici la slide, dans le cours on parle d'un excès d'air.

    Du coup ici on va passer à un cas de combustion complète?

  13. #10
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Il y a en effet du dihydrogène comme combustible

  14. #11
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Voici la slide, dans le cours on parle d'un excès d'air.
    Du coup ici on va passer à un cas de combustion complète ?
    Le texte étant incomplet, on est obligé de faire des hypothèses : pas d'excès d'air, combustion stoechiométrique complète.

  15. #12
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Nom : sss.PNG
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Taille : 134,3 Ko

    Nous sommes plutôt dans ce cas-ci alors?

    Des rapports stœchiométriques sans excès d'air.

    Tout en sachant que mon combustible est de l'hydrogène avec du NH3 qui ne réagit pas

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  17. #13
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Oui sauf que c'est plus simple avec comme combustible H2.

  18. #14
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Nom : H2.jpg
Affichages : 55
Taille : 25,4 Ko

    Voici l'équation chimique est-elle correcte?

  19. #15
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    ?!?!

    Je ne vous comprends pas : vous faites des études de thermodynamique industrielle et vous ne savez pas équilibrer H2 + O2 = H2O ?!

  20. #16
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Je reconnais à votre décharge que vous n'êtes pas aidé par votre cours (page 56)

    CxHy + λ(x +y/4) (O2 + 79/21 N2) → xCO2 +y/2 H2O + (λ − 1)(x +y/4)O2 +79/21 λ (x +y/4) N2

    N'est PAS une équation chimique et λ(x +y/4) N'est PAS un coefficient stochiométrique

  21. #17
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Je ne comprends pas ou vous voulez en venir. L’équation que vous venez d’écrire décrit un combustible CxHy. Or ici nous avons H2.
    Ici nous n’avons pas d’excès d’air, du coup lambda n’a pas de sens ici vu qu’il est égale à 1.
    D’autre part, la combustion stœchiométrie est complète du coup ça se reflète aussi sur les coefficients stœchiométriques

  22. #18
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    C'était un exemple de votre cours pour illustrer "vous n'êtes pas aidé par votre cours"
    Donc faisons cela sans votre cours :
    1- air + H2 ne peut conduire qu'à H2 + O2 = H2O
    2- on équilibre : H2 + 1/2 O2 = H2O
    3- traduction de l'équation : pour 1 mole de H2 on consomme 1/2 mole de O2
    4- l'air contient 21% d'O2, donc pour 1 mole de H2, on utilise 0.5/0,21 moles d'air
    5- En 1 seconde on a 16 kg de H2 soit 8 kmol de H2, et donc 8*0,5/0,21=19 kmol d'air
    6- La masse molaire étant de 29g/mol, cela représente un débit de 552 kg/s

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  24. #19
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    [/TEX]
    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    D’autre part, la combustion stœchiométrie est complète du coup ça se reflète aussi sur les coefficients stœchiométriques
    NON !!
    Les coefficients stoechiométrique indiquent la manière dont cela réagit : si moles de A disparaissent, alors de B disparaissent.
    Que la combustion soit complète, incomplète, en proportions stoech. ou non !

  25. #20
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Ah je vois maintenant!

    Nous avons l'habitude de tenir compte de N2 vu que l'air en est composé. Ce n'est pas grave ici?

  26. #21
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Je n'ai jamais dit qu'il ne fallait pas tenir compte de N2 : voir item 4 du message #18.

    Mais N2 ne réagit pas, il n'a donc rien à faire dans une équation chimique qui "qui modélise la transformation de molécules et d'atomes lors d'une réaction chimique."

  27. #22
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Nom : ceee.PNG
Affichages : 49
Taille : 12,3 Ko

    Pour la question 2 sur le débit de NH3, pour le cycle de refroidissement du NH3,

    est-ce que l'équation chimique de la réaction est-elle correcte?

    Ici nous n'avons que très peu d'informations

  28. #23
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Il faut regarder le schéma et lire le texte.
    Où voyez-vous qu'il y a réaction entre l'air et NH3 ?
    Où voyez-vous un "mélange" air NH3 ?

    Vous avez beaucoup d'informations : il faut ... (relire le début)

  29. #24
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Nom : NH3.PNG
Affichages : 43
Taille : 219,1 Ko


    Bonjour voici le cycle ou on utilise le NH3 dans mon cours.

    Est-ce intéressant dans notre contexte parce qu'il joue dans les 2 cas dans le role de refrigérant.

    Pour calculer le débit de NH3, je souhaiterais avoir l'équation chimique.

    Ici NH3 réagit avec l'oxygène?

    NH3+02--->du coup

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  31. #25
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Regardez le schéma : NH3 c'est en pointillés, l'air c'est en traits pleins.
    Est-ce que les deux circuits se rencontrent ? NON, donc il ne peut y avoir réaction, donc il n'y a pas d'équation chimique.

    Par contre il y a un échangeur : la boite en tirets en haut à gauche (1-2 et a-b) : que peut-on écrire sur celui-ci ?

  32. #26
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Que l'energie employé fourni pour refroidir l'un vaut l'energie recu par l'autre?

    Il y a conservation d'energie dans l'échangeur?

    Débit entrant= débit sortant?

  33. #27
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Il y a conservation d'énergie dans l'échangeur ?
    C'est le principe même d'un échangeur.

  34. #28
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Du coup énergie entrante = énergie sortante ?
    Je dois écrire une équation ici?

  35. #29
    Lavendou

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Nom : zzzzzzzzzz.PNG
Affichages : 40
Taille : 42,5 Ko


    Voici les formules liées à l'échangeur.
    Est-ce pertinent ici pour calculer le débit de NH3?

  36. #30
    gts2

    Re : Thermodynamique appliquée: combustion cycle moteur avion supersonique

    Dans votre cycle l'échangeur n'est pas détaillé (on ne sait pas d'où vient q) donc inutilisable.
    On peut écrire un premier principe général sur l'échangeur en faisant attention au fait qu'il y a deux entrées et deux sorties, mais vous pouvez utiliser ce que vous avez dit :
    "l'énergie employée pour refroidir l'un vaut l'énergie reçue par l'autre"
    ou "énergie entrante=énergie sortante"

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