EU Thermalhydraulics 1. - 4PUNTHE1

Goal(s)

• Thermodynamics and cycles : 16h CM + 12h TD
  Introduce thermodynamics on constructive and physical bases.
  Introduce basic concepts for different thermodynamic diagrams
  Describe the different thermodynamic cycles and evaluate their performance
  Give the basic notions of the different thermal machines
  Apply this knowledge to industrial energy systems

• Mécanique des Milieux Continus : 10h CM + 6h TD
  Ce cours introduit les fondamentaux de la mécanique des milieux continus pour les ingénieurs. Les thèmes suivants sont abordés : Cinématique des milieux déformables. Lois de conservation. Contraintes. Loi de comportement et équations de base. Ce cours est enseigné en anglais.

Content(s)

• Thermodynamics and cycles : 16h CM + 12h TD
  CHAPTER I Reminder of thermodynamics
  1- Generalities
  2- Definitions
  3- The first principle
  4- The second principle (Carnot principle), Consequences of the second principle
  5- Thermodynamic functions
  6- Particular case of perfect gases
  7- Toolbox

CHAPTER II Thermodynamic diagrams
1- Relevance of thermodynamic diagrams
2- Clapeyron Diagram (P-V)
3- Entropic diagram (T-S)
4- Enthalpic diagram (H-P)
5- Mollier diagram (H-S)

CHAPTER III Ideal cycles and combustion engines
1- Introduction, efficiency
2- Carnot cycle
3- Beau de Rochas cycle
4- Diesel cycle
5- Stirling Cycle

CHAPTER IV Gases and steam expansion and compression
1- Expansion without discharge
2- Transformation with discharge: the bicycle pump
3- Levelled expansions
4- The different types of compressors and their use

CHAPTER V Gas turbines
1- Different types of gas turbines
2- Joule cycle
3- Brayton cycle
4- Brayton cycle with regeneration
5- Brayton cycle with intercooling, reheating and regeneration
6- Two level-gas turbines

CHAPTER VI Steam engines
1- Introduction
2- Diagram of a thermal power plant
3- Diagrams with phase change
4- "Carnot" steam engine
5- Rankine cycle
6- Hirn superheating cycle
7- Hirn multistage cycle
8- Hirn cycle with regeneration

Chapter VII Refrigerators and heat pumps
1- Introduction
2- Condensation cycle
3- Inversed Carnot cycle
3- The refrigerator
4- The heat pump

• Mécanique des Milieux Continus : 10h CM + 6h TD
  Chapitre 1 - Introduction à la mécanique des milieux continus
  Hypothèse du continuum. Comparaison avec la mécanique des particules. Domaines d'application (solides, fluides, plastiques, etc.).

Chapitre 2 - Cinématique des milieux déformables
Description lagrangienne et eulérienne. Fonction de déformation. Champ de déplacement. Champ de vitesse et de déformation. Déformation finie vs. petite déformation. Tenseur des déformations. Tenseur de rotation.

Chapitre 3 - Lois de conservation
Conservation de la masse. Principe fondamental de la dynamique (équilibre des forces). Conservation de la quantité de mouvement. Conservation de l’énergie. Théorème de transport de Reynolds.

Chapitre – 4 Contraintes
Notion d’efforts internes. Tenseur des contraintes de Cauchy. Traction sur une surface. Contraintes principales, invariants du tenseur de contraintes. Cercle de Mohr.

Chapitre 5 - Loi de comportement et équations de base
Milieux élastiques (loi de Hooke, milieux isotropes, anisotropes). Équations de Navier-Cauchy (solide élastique linéaire). Viscosité (fluide newtonien et non-newtonien). Équations de Navier-Stokes (fluide visqueux incompressible). MMC thermodynamique.

• Thermodynamics and cycles
  Basis of thermodynamics

• Mécanique des Milieux Continus
  • Algèbre linéaire
  • Analyse vectorielle et analyse mathématique avancée, incluant : Théorèmes de Gauss et de Stokes, Équations aux dérivées partielles, Intégration et différentiation multivariables.