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Thermodynamique

Code UE : USR20E

  • Cours
  • 2 crédits

Responsable(s)

Emmanuelle GALICHET

Objectifs pédagogiques

Ce module est organisé par l'INSTN, en privilégiant les applications aux centrales nucléaires. Des travaux pratiques seront réalisés avec le logiciel Thermoptim.
A l'issue de ce module les apprentis ingénieurs seront capables de :
  • utiliser les principes de la thermodynamique et d'effectuer un bilan énergétique,
  • expliquer les changements de phases des corps purs,
  • comprendre les principes généraux des machines thermiques pour les utiliser dans une installation industrielle
  • comprendre que le rendement est nécessairement < 1.

Contenu

Le contenu est le suivant :
  • Notions de base : systèmes fermés et ouverts en régime stationnaire, évolution et transformation, énergie mécanique et énergie interne, formes d'énergie échangées.
  • L'équation d'état du gaz parfait, en tant que comportement asymptotique des gaz réels. Présentation des évolutions classiques de base: isobares, isochores, isothermes et adiabatiques réversibles.
  • Description des mélanges de gaz parfaits, pressions partielles.
  • Premier principe de la thermodynamique pour les systèmes fermés avec travail mécanique de volume. Applications aux évolutions classiques de base. Fonction d'état et quantités échangées pendant l'évolution.
  • Chaleurs massiques et capacités calorifiques des gaz parfaits, des gaz réels, des solides et des liquides. Coefficients thermoélastiques des gaz et compressibilité des liquides et des solides.
  • Premier principe de thermodynamique pour les systèmes ouverts en régime stationnaire : bilan d'énergie, enthalpie, détente de Joule -Thomson, compression d'un parfait, chauffage et refroidissement d'un liquide.
  • Réversibilité et irréversibilité, entropie et second principe de la thermodynamique. Cycle de Carnot. L'entropie en tant que fonction d'état. Entropie d'un gaz parfait. Bilan d'entropie de systèmes ouverts stationnaires.
  • Machines thermiques simples (turbines, pompes et compresseurs, échangeurs thermiques) et cycles de conversion de l'énergie: cycles de Rankine et de Brayton.
  • Transferts thermiques unidirectionnels et stationnaires. Loi de Fourier, conductivité, résistance thermique. Convection, coefficient d'échange convectif et résistance thermique. Couplage conduction et convection lors d'un contact fluide-solide.

Modalité d'évaluation

examen écrit

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants

Contact

Sciences et technologies nucléaires
304, 61 rue du Landy
93210 La plaine Saint denis
Emmanuelle Galichet

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