On suppose que le réacteur est au banc d'essai, donc fixe et on néglige
toutes les vitesses hormis la vitesse d'éjection c 5 au niveau
de la tuyère. On prendra : 
=
c P / c V = 1,4.
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Extrait du sujet de physique de la session 1990 du BTS CIRA L'air qui pénètre dans un turboréacteur (voir figure) subit une compression (dans le compresseur), puis passe dans la chambre de combustion où est injecté le combustible (kérosène), Les gaz brûlés se détendent dans la turbine (qui entraîne le compresseur), puis dans la tuyère. |
| On admet qu'il n'y a pas de différence notable, du point de vue thermodynamique, entre l'air aspiré et les gaz rejetés par le réacteur (la combustion s'effectue toujours avec un excès d'air important et on peut négliger la masse du carburant injecté devant celle de l'air). |
| On raisonne donc sur de l'air assimilé à un gaz parfait décrivant le cycle théorique de Joule suivant : |
| 1 - 2 : compression isentropique : T 1= 300 K ; p 1 = 1 bar ; p 2 = 5 bar |
| 2 - 3 : combustion isobare : T 3 = 1080 K |
| 3 - 5 : détente isentropique dans la turbine (3 - 4), puis dans la tuyère (4 - 5) |
| 5 - 1 : transformation isobare "de retour". |
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On suppose que le réacteur est au banc d'essai, donc fixe et on néglige
toutes les vitesses hormis la vitesse d'éjection c 5 au niveau
de la tuyère. On prendra : |
| 1 - Donner l'allure du cycle sur les diagrammes (p,V) et (T,S), |
| 2 - Calculer les températures T 2 et T5 |
| 3 - a - Exprimer le rendement thermodynamique du cycle en fonction des températures T1,T 2,T 3,T 5. |
| b - Application numérique . |
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| Dans un premier temps, nous allons paramétrer le logiciel intitulé : Brayton.exe afin de répondre aux trois premières questions. |
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cliquez ici : 1 cycle idéal ; 2 cycle réel 
cliquez ici M (Les unités SI sont préférables...). Unités anglo-saxonnes 
cliquez ici : C
(cP et
cliquez ici : CJ1 (nom du fichier crée)
cliquez ici : M pour modifier les données. Nous ajusterons...
cliquez ici : 1 pour indiquer les paramètres de l' air à l' entrée du compresseur.
cliquez ici : 1 pour fixer p1 à 100 kPa (1 bar)
cliquez ici : X pour valider la modification.
cliquez ici : 2 pour fixer T2 à 27°C (300K)
cliquez ici : X pour valider la modification
cliquez ici : X pour quitter ce module.
cliquez ici : 2
pour modifier les paramètres de l' air en sortie de compresseur
et le débit d' air........... cliquez ici : 1
pour fixer la pression de sortie p2 = 500 kPa (5 bar)
(ce qui fixe le taux de compression à 5 dans notre exemple).
Et pour la température T2 ?........ cliquez ici : X pour valider la modification.
cliquez ici : 3 pour fixer le débit d' air à 2400 kg/min (40 kg/s)
cliquez ici : X pour valider la modification.
cliquez ici : X pour quitter ce module.
cliquez ici : 3 pour modifier les paramètres de combustion.
cliquez ici : 3
pour fixer la température de fin de combustion T3 = 807
°C (1080 K).
Que représente LHV ?.......... cliquez ici : X pour valider la modification.
cliquez ici : X pour quitter le module.
cliquez ici : X
pour atteindre la fenêtre de travail avec les paramètres de fonctionnement
actualisés.
Nous notons la valeur.................. cliquez ici : D
pour afficher le menu de tracé du cycle dans 2 diagrammes thermodynamiques.
Nous notons la valeur du rendement.............. cliquez ici : 1
pour tracer le cycle de Joule dans le diagramme entropique(T,s)
ou 2
pour tracer le cycle de Joule dans le diagramme de Mollier (h,s);
X
pour quitter..............
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