Machines à fluide thermiques
Le terme de « machine à fluide » est un terme générique qui recouvre toutes les machines sur lesquelles a lieu une conversion d’énergie au moyen d’un fluide.
Les centrales à vapeur jouent un rôle clé dans le cadre de l’alimentation en énergie électrique. Ainsi le cycle de vapeur de Rankine reste encore aujourd’hui un des cycles les plus utilisés dans le secteur industriel.
Machine à vapeur à piston un cylindre avec chaudière chauffée au gaz pour la production de vapeur
Contenu didactique/essais
- démonstration du fonctionnement d’une machine à vapeur
- se familiariser avec les composants d’une centrale thermique à vapeur et leurs interactions
- enregistrement de la courbe de pression de la vapeur
- effet de la revaporisation et de la réalimentation en eau froide
- détermination de la consommation de combustible, de la quantité de vapeur produite, du rendement de la chaudière, ainsi que de la puissance du condenseur
Machine à vapeur à effet simple à condensation; détermination de la puissance mécanique et du rendement
Contenu didactique/essais
- avec le HM 365 et l’ET 813.01
- détermination de la quantité de vapeur générée, de la puissance mécanique et de la consommation d’énergie
- calcul du rendement global
- détermination de la chaleur éliminée dans le condenseur
- enregistrement de la courbe de pression de la vapeur
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Générateur de vapeur chauffé au gaz à l'échelle du laboratoire pour vapeur humide ou surchauffée; avec condenseur intégré
Contenu didactique/essais
- découverte et étude des caractéristiques spécifiques d’une chaudière
- rendement d’un générateur de vapeur
- analyse des gaz d’échappement
- effet de différents ajustages du brûleur
- température et pression de saturation de la vapeur
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Turbine à vapeur à un étage avec mesure de puissance; alimention en vapeur par ET 850, chauffé au gaz ou ET 852, électrique
Contenu didactique/essais
- mode de fonctionnement d’une turbine à vapeur:
- consommation de vapeur de la turbine
- puissance de la turbine à différents réglages
- étude des pertes au niveau des différents composants de la turbine
- évolution de la puissance et du couple de rotation
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Générateur de vapeur électrique à l'échelle du laboratoire pour vapeur surchauffée; avec condenseur intégré; alternative au générateur de vapeur à gaz ET 850 pour l'alimentation de la turbine à vapeur ET 851
Contenu didactique/essais
- découverte et étude des caractéristiques spécifiques d’une chaudière
- rendement d’un générateur de vapeur
- température et pression de saturation de la vapeur
enthalpie de la vapeur - détermination de la densité de flux de chaleur et du coefficient de transfert de chaleur
Chaudière à vapeur chauffée au mazout, petite turbine industrielle à un étage, avec condenseur et traitement de l'eau d'alimentation; surveillance par API
Contenu didactique/essais
- centrale thermique à vapeur et ses composants
- mise en marche, fonctionnement et mise à l’arrêt d’une centrale thermique à vapeur
- circuit fermé vapeur-eau avec traitement de l’eau d’alimentation
- entre autres, détermination:
- du rendement de la chaudière
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- du rendement de la chaudière
Centrale thermique à vapeur comme ET 830, mais avec surveillance et commande par poste de contrôle et écran tactile
Contenu didactique/essais
- installation motrice à vapeur et ses composants avec système de commande et de régulation
- mise en marche, fonctionnement et mise à l’arrêt d’une centrale thermique à vapeur
- familiarisation avec la commande et la surveillance de l’installation au moyen d’un système de conduite de procédés
- opérations de surveillance, d’entretien et de maintenance
- entre autres, détermination de: conduites d’entrée et de sortie, rendements des composants et de l’installation, consommation spécifique de combustible de la centrale
Turbine à vapeur avec générateur synchrone pour fonction. parallèle/îlotage, chaudière à vapeur chauffée au mazout/gaz, d'un condenseur, d'une tour de refroidissement avec traitement de l'eau d'alimentation; dispositif moderne de synchronisation PPU
Contenu didactique/essais
- structure et fonctionnement d’une centrale thermique à vapeur complète avec système de commande et de régulation
- mise en marche, fonctionnement, mise à l’arrêt, entretien et maintenance d’une centrale thermique à vapeur
- commande et surveillance de l’installation au moyen d’un système de conduite de procédés
- enregistrement et évaluation des principaux paramètres de fonctionnement
- entre autres, détermination de: conduites d’entrée et de sortie, rendements des composants et de la centrale, consommation spécifique de combustible
Détermination du titre de la vapeur avec calorimètre à séparation avec un séparateur d'eau avec siphon ou calorimètre à étranglement avec détente de la vapeur
Contenu didactique/essais
- détermination du titre de la vapeur avec
- calorimètre à séparation avec un séparateur d’eau avec siphon
- un calorimètre à étranglement avec détente de la vapeur
- utilisation d’un diagramme h,s
Introduction aux dispositifs de sécurité pour chaudières tels que la surveillance de la pression et du niveau d'eau
Contenu didactique/essais
- modèle d’une chaudière à vapeur à mazout avec tous les composants d’exploitation et de sécurité
- caractéristiques des organes de surveillance
- simulation de pannes
- brûleur avec surveillance de flamme
- manostat et limiteur
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Une turbine à gaz opère selon un cycle ouvert. On utilise des turbines à gaz lorsque l’on exige une puissance importante et un poids réduit.
Disposition à double arbre avec turbine à haute pression et turbine de puissance; fonctionnement avec gaz liquide
Contenu didactique/essais
- détermination de la puissance sur l’arbre
- détermination de la consommation de combustible spécifique
- enregistrement de la courbe caractéristique de la turbine de puissance
- détermination du rendement du système
Petite turbine à gaz à simple arbre avec mesure de poussée; fonctionnement avec kérosène ou pétrole
Contenu didactique/essais
- comportement en fonctionnement d’un moteur à réaction, y compris la procédure de démarrage
- détermination de la poussée spécifique
- détermination de la consommation de combustible spécifique
- détermination du coefficient d’air λ
Fonctionnement avec turbine de puissance ou comme moteur à réaction avec tuyère de poussée; fonctionnement avec gaz liquide
Contenu didactique/essais
- apprentissage du fonctionnement et du comportement en fonctionnement typique d’une turbine à gaz
- fonctionnement en tant que moteur à réaction
- fonctionnement en tant que turbine de puissance
- détermination du rendement utile
- mesure de la poussée
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Les compresseurs sont utilisés pour comprimer et transporter des gaz. Leur rapport de pression élevé les distingue des ventilateurs.
Efficacité énergétique d'une installation industrielle pour les métiers de la métallurgie et de la mécatronique
Contenu didactique/essais
- bilan énergétique d’une installation d’air comprimé, calculer le rendement
- estimation des économies potentielles
- familiarisation et étude des composants industriels typiques de l’installation
- ajustage du comportement de commande du compresseur
- vérification d’étanchéité
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Test fonctionnel sur un compresseur à piston à un étage
Contenu didactique/essais
- familiarisation avec une installation de génération d’air comprimé
- test fonctionnel sur un compresseur à piston à un étage
- montée en pression dans un réservoir d’air comprimé en fonction du temps
- puissance active du moteur d’entraînement en fonction de la pression
Étude d'un compresseur d'air avec détermination de la puissance mécanique absorbée
Contenu didactique/essais
- construction et comportement en service d’une installation de production d’air comprimé avec compresseur à piston à un étage
- détermination de la caractéristique
- détermination du rendement volumétrique
- détermination du rendement isotherme
Enregistrement de la caractéristique d'un compresseur industriel à deux étages, commande de l’installation via l’API
Contenu didactique/essais
- structure et fonctionnement d’un compresseur à deux étages
- mesure des températures et pressions requises
- détermination du débit volumétrique d’aspiration
- processus de compression dans le diagramme p,V
- détermination du rendement
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Étude d'un compresseur à piston à deux cylindres ouverts issu du génie frigorifique
Contenu didactique/essais
- détermination des grandeurs caractéristiques d’un compresseur à piston à l’essai
- détermination du rendement volumétrique pour différentes pressions d’aspiration, rapports de pression et vitesses de rotation
- détermination de la puissance isotherme du compresseur
- mesure des puissances mécaniques et électriques absorbées en fonction de la pression haute/basse et du rapport de pression
- détermination du rendement mécanique et du rendement total
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Simulation de fonctionnement d'une installation de compression à deux étages avec refroidissement intermédiaire et post-refroidissement
Contenu didactique/essais
- principes de base du processus de compression à plusieurs étages
- particularités d’un compresseur à plusieurs étages
- variables d’état thermodynamiques
- représentation du processus de compression dans le diagramme T,s et le diagramme p,V
- condensation dans le refroidisseur intermédiaire et le post-refroidisseur
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