Fiche d’exercices de Cycles moteurs à gaz avec corrigé

Fiche d’exercices de Cycles moteurs à gaz gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
vP1234qin​qout​

Un cycle d’Otto idéal a un rapport volumétrique de 10,5. Utilisez les hypothèses de l’air standard froid : l’air est un gaz parfait à capacités thermiques constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) et cv = 0,718 kJ/(kg·K). Trouvez son rendement thermique η en pourcentage.

r = 10,5k = 1,4
η = %
2.Facile
vP1234qin​qout​

Un cycle d’Otto idéal a un rapport volumétrique de 10. Utilisez les hypothèses de l’air standard froid : l’air est un gaz parfait à capacités thermiques constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) et cv = 0,718 kJ/(kg·K). Trouvez son rendement thermique η en pourcentage.

r = 10k = 1,4
η = %
3.Moyen
vP1234qin​qout​

Un cycle Diesel idéal a un rapport volumétrique r = 17 et un rapport d’injection rc = v₃/v₂ = 2,5. Au début de la compression, l’air est à 320 K. Utilisez les hypothèses de l’air standard froid : l’air est un gaz parfait à capacités thermiques constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) et cv = 0,718 kJ/(kg·K). Trouvez la chaleur apportée qin par kilogramme d’air, en kJ/kg.

r = 17rc = 2,5T1 = 320 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
4.Moyen
vP1234qin​qout​

Un cycle Diesel idéal a un rapport volumétrique r = 17 et un rapport d’injection rc = v₃/v₂ = 2. Utilisez les hypothèses de l’air standard froid : l’air est un gaz parfait à capacités thermiques constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) et cv = 0,718 kJ/(kg·K). Trouvez son rendement thermique η en pourcentage.

r = 17rc = 2k = 1,4
η = %
5.Difficile
vP1234qin​qout​

Un cycle de Brayton idéal fonctionne avec un rapport de pression au compresseur de 18. Utilisez les hypothèses de l’air standard froid : l’air est un gaz parfait à capacités thermiques constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) et cv = 0,718 kJ/(kg·K). Trouvez son rendement thermique η en pourcentage.

rp = 18k = 1,4
η = %
6.Difficile
vP1234qin​qout​

Une installation de turbine à gaz fonctionne selon un cycle de Brayton avec un rapport de pression au compresseur de 6. L’air entre dans le compresseur à 288 K et dans la turbine à 1300 K. Les deux machines sont isentropiques. Utilisez les hypothèses de l’air standard froid : l’air est un gaz parfait à capacités thermiques constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) et cv = 0,718 kJ/(kg·K). Trouvez le travail net fourni wnet par kilogramme d’air, en kJ/kg.

rp = 6T1 = 288 KT3 = 1300 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Corrigé

  1. 1. η = 60,96 %
  2. 2. η = 60,19 %
  3. 3. qin = 1498 kJ/kg
  4. 4. η = 62,31 %
  5. 5. η = 56,21 %
  6. 6. wnet = 330 kJ/kg

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