Formule d’efficacité thermique
A la suite de cette déclaration, nous définissons le rendement thermique , η e , d’un moteur thermique en tant que rapport du travail qu’il fait, W , à la chaleur d’ entrée à la température élevée, Q H . La formule d’efficacité thermique est alors:
Le rendement thermique , η e , représente la fraction de la chaleur , Q H , qui est converti pour fonctionner . Il s’agit d’une mesure de performance sans dimension d’un moteur thermique utilisant de l’énergie thermique, telle qu’une turbine à vapeur, un moteur à combustion interne ou un réfrigérateur. Pour une réfrigération ou des pompes à chaleur, l’efficacité thermique indique dans quelle mesure l’énergie ajoutée par le travail est convertie en chaleur nette. Comme il s’agit d’un nombre sans dimension, nous devons toujours exprimer W, Q H et Q C dans les mêmes unités.
Etant donné que l’ énergie est conservée en fonction de la première loi de la thermodynamique et de l’ énergie ne peut pas être converties pour fonctionner complètement, l’apport de chaleur, Q H , doit être égal au travail effectué, W, ainsi que la chaleur qui doit être dissipée sous forme de chaleur perdue Q C dans le environnement. Par conséquent, nous pouvons réécrire la formule pour l’efficacité thermique comme suit:
Pour donner le rendement en pourcentage, nous multiplions la formule précédente par 100. Notez que η th peut être égal à 100% uniquement si la chaleur perdue Q C sera nulle.
En général, l’efficacité même des meilleurs moteurs thermiques est assez faible. Bref, il est très difficile de convertir l’ énergie thermique à énergie mécanique . Les rendements thermiques sont généralement inférieurs à 50% et souvent très inférieurs. Soyez prudent lorsque vous le comparez aux rendements de l’énergie éolienne ou hydraulique (les éoliennes ne sont pas des moteurs thermiques), il n’y a pas de conversion d’énergie entre l’énergie thermique et mécanique.
Formule pour le cycle de Brayton
L’efficacité thermique du cycle de Brayton simple, pour le gaz parfait et en termes d’ enthalpies spécifiques peut s’exprimer en termes de températures:
Efficacité thermique du cycle de Rankine
L’efficacité thermique du cycle de Rankine simple et en termes d’enthalpies spécifiques est:
C’est une équation très simple et pour déterminer l’efficacité thermique, vous pouvez utiliser les données des tables de vapeur .
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