Exemple: efficacité de la turbine isentropique
Supposons une expansion isentropique de l’hélium (3 → 4) dans une turbine à gaz. Dans cette turbine, l’étage haute pression reçoit du gaz (point 3 sur la figure; p 3 = 6,7 MPa ; T 3 = 1190 K (917 ° C)) d’un échangeur de chaleur et l’évacue vers un autre échangeur de chaleur, où la pression de sortie est p 4 = 2,78 MPa (point 4) . La température (pour le processus isentropique) du gaz à la sortie de la turbine est T 4s = 839 K (566 ° C).
Calculez le travail effectué par cette turbine et calculez la température réelle à la sortie de la turbine, lorsque le rendement de la turbine isentropique est η T = 0,91 (91%) .
Solution:
A partir du premier principe de la thermodynamique, le travail effectué par turbine dans un processus isentropique peut être calculé à partir de:
W T = h 3 – h 4s → W Ts = c p (T 3 – T 4s )
D’après la loi des gaz parfaits, nous savons que la chaleur spécifique molaire d’un gaz parfait monoatomique est:
C v = 3 / 2R = 12,5 J / mol K et C p = C v + R = 5 / 2R = 20,8 J / mol K
Nous transférons les capacités thermiques spécifiques en unités de J / kg K via:
c p = C p . 1 / M (poids molaire d’hélium) = 20,8 x 4,10 -3 = 5200 J / kg K
Le travail effectué par turbine à gaz dans le processus isentropique est alors:
W T, S = C p (T 3 – T 4s ) = 5200 x (1190-839) = 1.825 MJ / kg
Le travail réel effectué par la turbine à gaz en processus adiabatique est alors:
W T, réel = c p (T 3 – T 4s ). η T = 5200 x (1190 – 839) x 0,91 = 1,661 MJ / kg
……………………………………………………………………………………………………………………………….
Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci
