v2.7.0 (3948)

Tronc Commun - MOD-IFIE1-TTCM1-ThermoDy : Thermodynamique

Descriptif

THERMODYNAMIQUE GENERALE
• L'objectif principal du cours consiste à acquérir une stratégie pour la modélisation et la résolution d'une situation simple impliquant un bilan d'énergie.
• L'approche est limitée aux cas macroscopique, d'un système fermé ouvert, en régime permanent ou transitoire et pouvant comporter plusieurs phases.
• Les modèles de comportements utilisés sont limités aux cas des corps purs et à des cas simples : gaz parfait, liquide incompressible et indilatables, équation d'état de van der Waals ou du viriel par ex.
• L'accent est aussi mis sur la discrimination des hypothèses permettant de construire le modèle, sur le degré de liberté d'un problème.

THERMODYNAMIQUE DES EQUILIBRES
1. Les mélanges : définitions et formalismes (Phase, corps purs, mélanges; Composition d'une phase; Potentiel chimique d'un constituant dans une phase; Concept de fugacité)
2. Les mélanges : mélange de gaz parfaits et air humide
3. Équilibres liquide-vapeur de mélanges (Mélanges binaires : comportement expérimental; Solution idéale; Les écarts à l'idéalité; Enthalpie libre d'excès de mélanges binaires)
4. Interprétation des équilibres de phases des mélanges

THERMODYNAMIQUE ENERGETIQUE
Certains systèmes thermodynamiques - appelés machines thermiques - permettent de convertir de l'énergie mécanique en énergie thermique, et vice versa. Comme la conversion de l'énergie doit pouvoir perdurer, ces machines ont un fonctionnement cyclique. Les cycles moteurs et récepteurs les plus fréquemment rencontrés sont introduits. Les bases sur l'air humide sont également introduites. Seront plus particulièrement présentés les cycles de puissance avec vapeur (cycle de Rankine, cycle de Hirn, cycle à resurchauffe, cycle à soutirages) et les cycles de réfrigération à compression de vapeur.

Objectifs pédagogiques

Á la fin de cet enseignement, les étudiants seront capable de :

THERMODYNAMIQUE GENERALE
- appliquer une stratégie pour la modélisation et la résolution d'une situation simple impliquant un bilan d'énergie macroscopique sur un système multiphasique en équilibre.

THERMODYNAMIQUE DES EQUILIBRES
- modéliser des équilibres de phases de mélanges fluides à pression modérée,
- calculer les paramètres d'ubn modèle par ajustement sur des données expérimentales,

THERMODYNAMIQUE ENERGETIQUE
- appliquer les principes et méthodes de la thermodynamique,
- dimensionner des procédés simples,
- lire, construire et utiliser des tables et diagrammes thermodynamiques,
- écrire les bilans matière et énergie sur des transformations simples mettant en œuvre de l'air humide.

52.5 heures en présentiel
réparties en:
  • Travaux Dirigés : 21
  • Projet : heures encadrées présentielles : 4.5
  • Evaluation des connaissances et capacités : DS, QCM, présentation orale : 3
  • Travail en Autonomie programmé à l'EDT : 9
  • Cours Magistraux : 15

Soit 60 heures de travail global estimé pour l’étudiant.

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)

    Le coefficient de l'enseignement est : 2.25

    Programme détaillé

    THERMODYNAMIQUE GENERALE :
    - 5 séances de cours de 1h30
    - 8 séances de TD de 1h30
    - 2 séances de TA de 1h30

    THERMODYNAMIQUE DES EQUILIBRES :
    - 3 séances de cours de 1h30 : cet enseignement s'appuie sur un cours disponible en ligne qui contient l'ensemble des notions abordées. Avant chaque séance de cours, il est demandé aux étudiants de lire une partie du cours en ligne et de poser leurs questions sur le forum. Lors de la séance du cours suivante, des réponses sont apportées.
    CM1 : mélanges, mélanges de gaz parfaits & air humide.
    CM2 : ELV de mélanges
    CM3 : enthalpie libre d’excès de mélanges binaires et interprétation des ELV
    - 1 TD de 1h30 d'introduction : mise en œoeuvre des concepts de base vus en cours (autonomie).
    - 3 séances de projet de 1h30 : l'objectif est de simuler une situation pouvant se produire dans une équipe travaillant sur un projet de conception de procédé. Cette mise en situation s’appuie sur une sensibilisation à l'importance des données expérimentales et à l'ajustement de paramètres de corrélations sur ces données. Les étudiants doivent développer un programme utilisant le logiciel MATLAB® et, pour cela, travailler par binôme.
    Projet 1 : représentation des données expérimentales et prise en main des modèles
    Projet 2 : ajustement des modèles et calcul de l'équilibre
    Projet 3 : choix du modèle et recherche de l'azéotrope
    - 3 séances de TA de 1h30 : ces séances suivent alternativement les séances de projet et permettent aux étudiants d'assurer un certain avancement pour la séance de projet suivante. Les étudiants doivent rendre à la fin de ces séances des comptes rendus courts avec des consignes claires, qui sont rendus pour la séance de projet suivante avec des commentaires.

    THERMODYNAMIQUE ENERGETIQUE
    - 2 séances de cours de 1h30
    - 5 séances de TD de 1h30

    Veuillez patienter