{"id":273011,"date":"2024-06-09T18:13:23","date_gmt":"2024-06-09T17:13:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/transfert-de-chaleur-dans-les-cycles-organiques-de-rankine\/"},"modified":"2024-06-09T18:13:23","modified_gmt":"2024-06-09T17:13:23","slug":"transfert-de-chaleur-dans-les-cycles-organiques-de-rankine","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/transfert-de-chaleur-dans-les-cycles-organiques-de-rankine\/","title":{"rendered":"Transfert de chaleur dans les cycles organiques de Rankine"},"content":{"rendered":"<p class=\"sidekick\">Le cycle organique de Rankine (ORC) convertit la chaleur en \u00e9nergie m\u00e9canique en utilisant des fluides organiques, id\u00e9al pour les sources de chaleur basse temp\u00e9rature.<\/p>\n<p><img src=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/transfert_de_chaleur_dans_les_cycles_organiques_de_rankine.png\" alt=\"Transfert de chaleur dans les cycles organiques de Rankine\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;\"\/><\/p>\n<h2>Transfert de chaleur dans les cycles organiques de Rankine<\/h2>\n<p>Les cycles organiques de Rankine (ORC) sont des syst\u00e8mes thermodynamiques utilis\u00e9s pour convertir la chaleur en \u00e9nergie m\u00e9canique, en utilisant des fluides organiques \u00e0 la place de la vapeur d&#8217;eau. Ces cycles sont appr\u00e9ci\u00e9s pour r\u00e9cup\u00e9rer l&#8217;\u00e9nergie des sources de chaleur de basse temp\u00e9rature, comme les rejets industriels, les centrales g\u00e9othermiques ou la biomasse.<\/p>\n<h2>Principes de base du cycle de Rankine organique<\/h2>\n<p>Le cycle organique de Rankine fonctionne selon quatre \u00e9tapes principales, similaires \u00e0 celles d&#8217;un cycle de Rankine classique :<\/p>\n<ul>\n<li><b>Compression isentropique:<\/b> Le fluide de travail, g\u00e9n\u00e9ralement dans un \u00e9tat de basse pression, passe par une pompe qui augmente sa pression tout en conservant une entropie constante.<\/li>\n<li><b>Chauffage isobare:<\/b> Le fluide pressuris\u00e9 est chauff\u00e9 \u00e0 pression constante jusqu&#8217;\u00e0 atteindre son \u00e9tat supercritique ou de vapeur s\u00e8che dans l&#8217;\u00e9vaporateur.<\/li>\n<li><b>D\u00e9tente isentropique:<\/b> La vapeur chaude est dirig\u00e9e vers une turbine o\u00f9 elle se d\u00e9tend, produisant ainsi du travail et baissant sa temp\u00e9rature et sa pression.<\/li>\n<li><b>Refroidissement isobare:<\/b> La vapeur \u00e9tendue passe par un condensateur o\u00f9 elle se refroidit \u00e0 pression constante, retournant \u00e0 son \u00e9tat liquide.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Transfert de chaleur dans un cycle ORC<\/h2>\n<p>Le transfert de chaleur est une \u00e9tape critique dans le fonctionnement du cycle ORC et se produit principalement dans l&#8217;\u00e9vaporateur et le condensateur :<\/p>\n<ul>\n<li><b>\u00c9vaporateur:<\/b>\n<p>Dans l&#8217;\u00e9vaporateur, le fluide organique absorbe la chaleur provenant de la source externe. La formule de base pour le transfert de chaleur dans l&#8217;\u00e9vaporateur peut \u00eatre exprim\u00e9e par :<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Q\\_in = m\\_f * (h\\_vap &#8211; h\\_liq)<\/p>\n<p>Ici, Q\\_in est la chaleur absorb\u00e9e, m\\_f est le d\u00e9bit massique du fluide, h\\_vap est l&#8217;enthalpie de vaporisation, et h\\_liq est l&#8217;enthalpie \u00e0 l&#8217;\u00e9tat liquide.<\/p>\n<\/li>\n<li><b>Condenseur:<\/b>\n<p>Dans le condenseur, le fluide organique c\u00e8de sa chaleur, se transformant de vapeur \u00e0 liquide. La chaleur transf\u00e9r\u00e9e peut \u00eatre calcul\u00e9e de mani\u00e8re similaire :<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Q\\_out = m\\_f * (h\\_vap &#8211; h\\_liq)<\/p>\n<p>Ici, Q\\_out est la chaleur dissip\u00e9e. Le transfert de chaleur peut \u00eatre augment\u00e9 en am\u00e9liorant l&#8217;efficacit\u00e9 des \u00e9changeurs de chaleur utilis\u00e9s.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Fluide de travail et efficacit\u00e9 thermique<\/h2>\n<p>Un choix crucial dans les cycles ORC est celui du fluide de travail. Les fluides organiques tels que les hydrocarbures, les r\u00e9frig\u00e9rants ou les fluides siloxanes sont souvent utilis\u00e9s car ils poss\u00e8dent des points d&#8217;\u00e9bullition inf\u00e9rieurs \u00e0 celui de l&#8217;eau, ce qui les rend id\u00e9aux pour les sources de chaleur basse temp\u00e9rature.<\/p>\n<p>L&#8217;efficacit\u00e9 thermique du cycle ORC, exprim\u00e9e par l&#8217;efficacit\u00e9 de Carnot, est influenc\u00e9e par la temp\u00e9rature des sources de chaleur et de refroidissement :<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">\\eta = \\frac{W_{net}}{Q_{in}} * 100%<\/p>\n<p>O\u00f9 \\eta est l&#8217;efficacit\u00e9 thermique, W\\_{net} est le travail net produit par la turbine, et Q\\_{in} est la chaleur absorb\u00e9e par l&#8217;\u00e9vaporateur.<\/p>\n<h2>Applications et avenir des ORC<\/h2>\n<p>Les cycles ORC trouvent des applications dans divers domaines :<\/p>\n<ul>\n<li>R\u00e9cup\u00e9ration de chaleur industrielle<\/li>\n<li>Production d&#8217;\u00e9lectricit\u00e9 g\u00e9othermique<\/li>\n<li>R\u00e9cup\u00e9ration d&#8217;\u00e9nergie solaire concentr\u00e9e<\/li>\n<li>Biomasse et d\u00e9chets solides municipaux<\/li>\n<\/ul>\n<p>Avec l&#8217;importance croissante des \u00e9nergies renouvelables et de l&#8217;efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, les cycles ORC sont en passe de devenir des acteurs cl\u00e9s dans la r\u00e9duction des \u00e9missions de carbone et dans l&#8217;exploitation de sources d&#8217;\u00e9nergie non traditionnelles.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Le cycle organique de Rankine (ORC) convertit la chaleur en \u00e9nergie m\u00e9canique en utilisant des fluides organiques, id\u00e9al pour les sources de chaleur basse temp\u00e9rature.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[122],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with 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