Thermodynamique
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 :
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 de la formation
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.
Description des modalités de validation
examen écrit
Prévisions d'ouverture
| Groupe | Semestre | Modalité | État d'ouverture | Date du premier cours | Lieux | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| USR20E | Thermodynamique | 2 | Cours de Jour | - | - | - | - |
Voir les dates et horaires, les lieux d'enseignement et les modes d'inscription sur les sites internet des centres régionaux qui proposent cette formation
