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Si vous arrivez ici maintenant, merci de revenir dans quelques jours, j’aurai alors posé plus d’informations pour démarrer.
Objectif
(pompe à chaleur)
Développer une machine thermique inversible, qui fait circuler un gaz en circuit fermé entre deux cylindres de volumes différents, à travers deux échangeurs thermiques, afin d’approcher le cycle de Carnot.
La machine de Carnot, si elle n’était pas théorique, serait presque impossible à réaliser du fait que la source chaude et la source froide doivent agir alternativement au même endroit. L’usage de deux cylindres et deux échangeurs thermiques résout ce problème, mais induit des frottements et un volume mort.
Cycle idéal
| 1 Compression adiabatique : Le gaz est compressé dans le petit cylindre, sa température augmente. | le grand cylindre est vide |
| 2 Détente isotherme : Le gaz se détend du petit cylindre vers le grand cylindre en recevant de la chaleur dans le premier échangeur thermique. | le petit cylindre se vide entièrement pendant que le grand cylindre se remplit en partie |
| 3 Détente adiabatique : Le gaz continue de se détendre dans le grand cylindre, sa température diminue. | le petit cylindre reste vide |
| 4 Compression isotherme : Le gaz est compressé du grand cylindre vers le petit, de la chaleur est extraite dans le deuxième échangeur thermique. | le grand cylindre se vide entièrement pendant que le petit se remplit entièrement |
| 1 Détente adiabatique : Le gaz est détendu dans le petit cylindre, sa température diminue. | le grand cylindre reste vide |
| 2 Détente isotherme : Le gaz se détend du petit cylindre vers le grand cylindre en captant de la chaleur dans le premier échangeur thermique. | le petit cylindre se vide totalement, alors que le grand se remplit en entier |
| 3 Compression adiabatique : Le gaz est compressé dans le grand cylindre, sa température augmente. | le petit cylindre reste vide |
| 4 Compression isotherme : Le gaz est compressé du grand cylindre vers le petit, en relâchant de la chaleur dans le deuxième échangeur thermique. | le grand cylindre se vide entièrement pendant que le petit se remplit en partie |
Thermodynamique
Températures de fonctionnement
Les températures extrêmes atteintes par le gaz dépendent de la nature du gaz, de sa pression initiale, et de la course des pistons lors des phases adiabatiques. Une machine permettant de modifier ce dernier paramètre permettrait de travailler avec des températures variables.
Transferts de chaleur
La réalisation de phases isothermes dans le cycle idéal nécessite l’adéquation entre :
- la nature du gaz, sa pression initiale,
- les caractéristiques des échangeurs thermiques, la différence entre les températures des sources chaude et froide,
- le rapport des volumes des deux cylindres.
