UE Thermalhydraulics 1. BNE MEP - 4PUNTHE1

Objectif(s)

• Thermodynamique et cycles : 16h CM + 12h TD
  Introduire la thermodynamique sur des bases constructives et physiques.
  Introduire les concepts de base sur les diagrammes thermodynamiques
  Décrire les différents cycles thermodynamiques et évaluer leur rendement
  Donner les notions de base sur les différentes machines thermiques
  Appliquez ces connaissances aux systèmes énergétiques industriels

• 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.

Contenu(s)

• Thermodynamique et cycles : 16h CM + 12h TD
  CHAPITRE I Rappel de la thermodynamique
  1- Généralités
  2- Définitions
  3- Le premier principe
  4- Le deuxième principe (principe de Carnot), Conséquences du deuxième principe
  5- Fonctions thermodynamiques
  6- Cas particulier des gaz parfaits
  7- Boîte à outils

CHAPITRE II Diagrammes thermodynamiques
1- Pertinence des diagrammes thermodynamiques
2- Diagramme de Clapeyron (P-V)
3- Diagramme entropique (T-S)
4- Diagramme enthalpique (H-P)
5- Diagramme de Mollier (H-S)

CHAPITRE III Cycles idéaux et moteurs à combustion
1- Introduction, rendement
2- Cycle de Carnot
3- Cycle Beau de Rochas
4- Cycle Diesel
5- Cycle de Stirling

CHAPITRE IV Expansion et compression des gaz et de la vapeur
1- Expansion sans décharge
2- Expansion avec décharge: la pompe à vélo
3- Expansion étagée
4- Les différents types de compresseurs et leur utilisation

CHAPITRE V Turbines à gaz
1- Différents types de turbines à gaz
2- Cycle de Joules
3- Cycle de Brayton
4- Cycle de Brayton avec régénération
5- Cycle de Brayton avec refroidissement intermédiaire, réchauffage et régénération
6- Turbines à gaz à deux niveaux

CHAPITRE VI Machines à vapeur
1. Introduction
2- Schéma d'une centrale thermique
3- Schémas avec changement de phase
4- Machine à vapeur "Carnot"
5- Cycle de Rankine
6- Cycle de Hirn
7- Cycle de Hirn à plusieurs étages
8- Cycle de Hirn avec régénération

Chapitre VII Réfrigérateurs et pompes à chaleur
1. Introduction
2- Cycle de condensation
3- Cycle de Carnot inversé
3- Le réfrigérateur
4- La pompe à chaleur

• 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.

• Thermodynamique et cycles
  Les concepts de base de la thermodynamique

• 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.