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Une formation multidisciplinaire
L'école d'ingénieurs pour l'énergie, l'eau et l'environnement
Une formation multidisciplinaire

> Formation

Advanced Heat Transfer and Energetics (IEN / ME / SEM-ISE / M2-FME / M2-ENTECH) - 5EU5ADHT

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  • Volumes horaires

    • CM : 64.0
    • TD : 20.0
    • TP : 8.0
    • Projet : -
    • Stage : -
    Crédits ECTS : 5.0
  • Responsables : Samuel SIEDEL

Objectifs

: Le module traite des échanges et transformations d’énergie mettant en jeu des fluides en mouvement. La question est abordée suivant une problématique globale, où l’accent est mis sur la thermodynamique et les processus de transformation (turbo-machines à combustion, machines alternatives à combustion et machines à vapeur, procédés…) et suivant une approche locale, où sont considérés les échanges thermiques. L’objectif est de préciser les concepts de base qui permettent de calculer et de dimensionner les systèmes énergétiques (propulsion aéronautique, production d’énergie), mais également d’identifier les limites de leur possible optimisation. Des conférences données par des industriels complètent les enseignements de base (échangeurs thermiques).

Contenu

Échange thermique par convection et rayonnement :
Phénoménologie: modes d'échange, résistances thermiques et leurs limites, rayonnement avec ou sans milieu participatif, convection naturelle ou forcée, interne ou externe, laminaire ou turbulente.
Radiométrie et corps noir : grandeurs radiométriques , équilibre radiatif et corps noir , loi de Planck
Rayonnement de surfaces: phénoménologie, corps gris/lambertien, lois de Snell, surfaces réelles, facteurs de vue
Milieux participatifs: équation de transfert radiatif, émission/absorption des gaz, diffusion (Rayleigh/Mie)
Rappel des équations de convection, modèles à viscosité turbulente, écoulements incompressibles, approximation de Boussinesq, approximations de couche limite.
Analyse d'échelle, application à ces équations, nombres adimensionnels et leur utilisation pour les lois d'échange
Couche limite de plaque plane: analyse d'échelle, profils (Blasius, logarithmique), lois d'échange
Convection naturelle sur une paroi: analyse d'échelle, lois d'échange, cas des parois horizontales
Convection forcée dans des conduites: température de mélange, longueurs d'établissement, écoulement établi, thermique établie à flux ou température constante. Profils et loi d'échange en établi.
Phénomènes de convection naturelle interne: thermosiphons, cavités, stratification, instabilité.

Thermodynamique des machines
The course is mainly focused on the thermodynamics of heat-engines. The first part concerns idealized reversible and irreversible transformations and cycles. A special attention is adressed to the nature of the intrinsec irreversibilites of ideal gas and vapour cycles. Next, for each family of heat engine (gas-turbines, turbojets, internal combustion engines, steam-turbines) a brief overview is developped about the consequences of technological constraints on the effective limits of the real thermodynamic cycles. An energetic and exergetic analysis is then developed to identify performance criteria (first law and seceond law efficiencies, specific energy…) as well as possible improvement of the basic cycle.
1) Elements of thermodynamics : first & second law, thermodynamic state functions, reversible & irreversible processes.
2) Gas-turbines
3) Turbojet
4) Internal combustion engine
5) Steam-turbines
6) Frigorific engine

Prérequis

Modélisation et analyse d’écoulements 1
Modélisation et analyse d’écoulements 2,
Heat and Mass transfers

Contrôles des connaissances

  • Crédits spécifiques : ce cours compte pour 6.0 ECTS pour les étudiants en Master 2 Fluid Mechanics and Energetics (M2 FME)
  • Crédits spécifiques : ce cours compte pour 6.0 ECTS pour les étudiants en Master 2 ENTECH (M2 ENTECH)

Session normale
Contrôle continu (CC) : ensemble d'interrogation écrites, de TP, BE, DM et projets.

En TPNE, du travail sera notamment attendu dans le cadre des projets.
Contrôle terminal (CT) : épreuve écrite de 3h

Session de rattrapage
La note obtenue remplace la note de CT. Le CC n'est pas rattrapable.

CC 70% + CT 30%

L'examen existe uniquement en anglais FR

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

  • Cursus ingénieur - M2 FME ENTECH - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - Ingénieur ME - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - Ingénieur IEN - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - Ingénieur SEM - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - M2 FME Recherche - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
cf. l'emploi du temps 2019/2020

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 5EU5ADHT
Langue(s) d'enseignement : FR

Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

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mise à jour le 18 mai 2018

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes