Étude numérique et expérimentale d'un cycle de Rankine-Hirn de faible puissance pour la récupération d'énergie

Résumé : Ce travail de recherche est motivé par les contraintes environnementales qui imposent une réduction des émissions de gaz à effet de serre. L'objectif de cette thèse est d'explorer les possibilités de réduction de consommation des moteurs à combustion interne en les munissant d'un dispositif de récupération de chaleur. Cette étude est focalisée sur la valorisation des rejets thermiques d'installations de faible puissance. Le cycle de Rankine est la technologie qui a été sélectionnée. Une installation d'essais a été construite. Un générateur de gaz chaud simule le moteur thermique ; une part de cette chaleur est collectée par le système de récupération de chaleur et partiellement convertie en énergie mécanique. L'échangeur de chaleur a été conçu et construit en interne ainsi que la machine de détente à piston. Un modèle numérique statique validé expérimentalement pour l'évaporateur a été développé. Celui-ci permet d'explorer les performances du cycle de Rankine sur un large champ de fonctionnement. Avec des hypothèses restrictives le modèle numérique fait apparaître qu'un gain de consommation de l'ordre de 3 % à 4 % sur un tracteur agricole serait possible. Un modèle dynamique de moteur à piston adapté aux cycles de Rankine de faibles puissances a été développé pour aider à son dimensionnement. Ce modèle a permis de mettre au point un concept de machine de détente à piston avec un mécanisme de distribution simplifié. Bien qu'offrant des performances en retrait sur les machines de détente à piston à distribution commandée ce concept est à approfondir pour les systèmes de faible puissance nécessitant une simplicité de construction et un faible coût.
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Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : mercredi 20 décembre 2017 - 14:36:07
Dernière modification le : mardi 16 janvier 2018 - 04:19:17

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Quentin Danel. Étude numérique et expérimentale d'un cycle de Rankine-Hirn de faible puissance pour la récupération d'énergie. Chimie-Physique [physics.chem-ph]. Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2016. Français. 〈NNT : 2016CNAM1091〉. 〈tel-01669003〉

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