Comparaison entre le cycle simple de Brayton avec apport thermique imposé et avec contrainte de température maximale
Comparison Between the Brayton Cycle with Imposed Thermal Input and with Maximum Temperature Constraint
1
Université Henri Poincaré Nancy 1, Lemta
2
Université Politehnica de Bucarest, Chaire de Thermotechnique
Auteur de correspondance : michel.feidt@ensem.inpl-nancy.fr
Cet article présente une comparaison des résultats de deux modèles d'optimisation d'une installation thermique basée sur le cycle de Brayton ouvert. Les deux cas examinés trouvent leur origine dans les limitations spécifiques des machines à cycle ouvert, notamment la puissance thermique imposée et la contrainte de température maximale de cycle. Les concepts de la Thermodynamique en Dimensions Finies sont utilisés. L'analyse est basée sur l'équation du Premier et Second Principe de la Thermodynamique, ainsi que sur les équations de transfert de chaleur à la source et au puits. La non adiabaticité de la machine est aussi prise en compte. Une étude de sensibilité par rapport à la variation des paramètres des modèles est effectuée. Les résultats mettent en évidence des régimes de maximum de puissance délivrée par l'installation (et du rendement au maximum de puissance), puis de maximum du rendement.
Abstract
A comparison of two optimization models of a gas turbine engine operating upon an open Brayton cycle is presented. The cases considered here have their origin in the specific limits of open cycle machines, namely the imposed heat transfer rate input and the constraint regarding the maximum cycle temperature. The concepts of Finite Dimensions Thermodynamics are used. The analysis is based on First and Second Law of Thermodynamics, and heat transfer equations at the source and sink heat reservoirs. Also, heat losses of the machine are considered. A sensitivity study with respect to model parameters variation is performed. The results of this analysis emphasize operational regimes of maximum power output of the engine (and of the efficiency corresponding to maximum power output), and then of maximum efficiency of the engine.
© IFP, 2006