analyse exergetique des systemes industriels - LASSC - Université ...

SYST016 ANALYSE EXERGÉTIQUE DES SYSTÈMES INDUSTRIELS 13/10/00S 1 - S 0 =T 0T 1c p (T) dTT(I.44)L’exergie d’un liquide incompressible se calculera à partir de l’enthalpie et de l’entropie aumoyen de la relation (I.38).Evaluation pratique de l’exergie d’un mélange de liquides incompressiblesL’enthalpie d’un mélange de liquides incompressibles s’obtient en ajoutant les enthalpiespartielles de chacun des constituants, en appliquant la relation (I.42).Pour l’entropie, il faut introduire une correction due à la dilution des substances dans lemélange, en appliquant la relation (I.43).L’exergie du mélange de liquides incompressibles se calculera à partir de l’enthalpie et del’entropie au moyen de la relation (I.38).Effet d’un changement de phaseL’enthalpie et l’entropie sont des fonctions d’état. On peut donc évaluer leur variation entredeux états en suivant un chemin arbitraire conduisant de l’état initial à l’état final. En pratique, onadoptera généralement une séquence de transformations isothermes ou isobares.Si un changement de phase se produit au cours de ces transformations, il faudra tenir comptede l’effet thermique de ce changement de phase, tant pour l’enthalpie que pour l’entropie. Parexemple, lors de la vaporisation d’un corps pur, l’enthalpie s’accroît de la chaleur latente devaporisation L LV . Quant à l’entropie de vaporisation, elle est égale au rapport de la chaleur latentede vaporisation L LV à la température de changement de phase T LV .∆H LV= L LV(I.45)∆S LV= L LVT LV(I.46)Par exemple, pour évaluer la variation d’exergie de l’eau entre (200°C, 2 bar) et (40°C, 0.5bar), nous pouvons faire les approximations suivantes :• vapeur d’eau assimilée à un gaz parfait de C p = 1.93 kJ/kg• eau liquide supposée incompressible, C p = 4.22 kJ/kg• chaleur latente de vaporisation L LV .= 2258 kJ/kg à 100°CLa variation d’enthalpie sera :∆H L = 4.22 (100-40) = 253 kJ/kg pour le liquide de 40 à 100°C∆H LV = 2258 kJ/kg pour la vaporisation∆H V = 1.93 (200-100) = 193 kJ/kg pour l’eau vapeur de 100 à 200°Csoit un total de 2704 kJ/kgLa variation d’entropie sera :∆S L = 4.22 ln((100+273)/(40+273)) = 0.740 kJ/kg/K pour le liquide de 40 à 100°C∆S LV = 2258/(100+273) = 6.054 kJ/kg pour la vaporisationChapitre I RAPPELS - DEFINITION DE L’EXERGIE I.13