MECA 1855 Thermodynamique et Energ´etique
S´eance 5 - Compresseurs et Pompes
Exercice 1
On d´esire comprimer de l’air sec (avec Mm = 28.96 h kg
kmole
i
et Cp = 29.3 kJ
kmoleK
) de p0 = 100 [kP a], t0 = 17◦C `a p = 5000 [kP a]. Le d´ebit `a traiter est de 20000 m3N/h.
Les ´etages du compresseur utilis´e ont un rendement polytropique interne deηpi= 0.75 et l’ensemble a un rendement m´ecanique deηmec= 0.97.
1. On suppose qu’il n’y a pas de limite de temp´erature. La compression est donc r´ealis´ee sans refroidissement interm´ediaire. On demande de calculer :
– la temp´erature en fin de compression
– le travail moteur et la puissance de l’installation
2. Consid´erons le cas o`u la temp´erature est limit´ee `a 200◦C. Il est alors n´ecessaire de r´ealiser des refroidissements interm´ediaires. Apr`es son passage dans les r´efrig´erants, l’air atteint la temp´erature de 27◦C avant d’entrer dans l’´etage suivant. On demande de calculer :
– le nombre d’´etages n´ecessaires
– le rapport de compression effectu´e par chaque ´etage – le travail moteur et la puissance de l’installation
3. Si les r´efrig´erants cr´eent lors des divers refroidissements une perte de charge explicit´ee sous la forme :
p1, i+1
p2, i = 0.95.
On demande de calculer `a nouveau les diverses grandeurs caract´eristiques de l’ins- tallation.
4. Compte tenu de l’hypoth`ese pr´ec´edente, on demande de calculer les grandeurs ca- ract´eristiques si le nombre d’´etages s’accroˆıt d’une unit´e.
Exercice 2
Une pompe dont le NPSH vaut 3 m est install´ee au dessus d’un puit pour en extraire l’eau. Le niveau de l’eau est situ´e 6 m sous la pompe. La pression statique de l’eau `a l’entr´ee de la conduite d’admission vaut 1 bar. Cette conduite a un diam`etre de 80 mm et une rugosit´e relative de 0.05. Sachant que la pression de saturation de l’eau `a 15°C vaut 0.017bar, `a quel d´ebit la pompe risque-t-elle de caviter ?
