Cours Mécanique La Suralimentation Et Le Fonctionnement Du Turbocompresseur - Supports De Cours Et Formation — Générateur D Oxygène

Agence De Mannequin Paris Ado 16 Ans
Saturday, 10 August 2024

Précautions d'emploi Un turbocompresseur est soumis à essentiellement deux contraintes: la friction de l'axe de turbine, et la température des gaz d'échappement. Pour préserver de l'usure cet élément et le refroidir, le turbocompresseur partage avec le moteur le même dispositif de lubrification par huile: problème: lors de l'arrêt du moteur, la pompe à huile n'est plus entrainée et le turbocompresseur n'est plus lubrifié. Outre le fait que l'huile dans ce cas présente entre l'axe et le palier de turbine va brûler (température pouvant dans ce cas s'élever à 1000°C ou alors plus), créant un résidu néfaste car composé de corps solides particulièrement abrasifs qui vont créer un jeu excessif à la longue, la turbine, toujours entrainée par son inertie n'est plus ni lubrifiée ni refroidie et peut dans ce cas casser du fait de contraintes thermiques et mécaniques trop importantes, et ce, sur n'importe quel turbocompresseur, car fonctionnant tous selon ces mêmes principes de base.

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Les turbocompresseurs sont des dispositifs qui fournissent de l'air comprimé aux cylindres, ce qui a pour effet d'augmenter la quantité de carburant brulé et donc la puissance du véhicule. Ils se composent de turbines, alimentées par les gaz d'échappement de la voiture, et d'un compresseur, qui pompe respectivement l'air dans les cylindres. Ils peuvent toutefois être confondus avec les compresseurs mécaniques, dont le mécanisme d'entrainement provient directement du moteur, généralement par le biais de courroies. Un peu d'histoire La première application de masse du turbo a eu lieu dans l'aviation. En haute altitude, l'air est raréfié, la technologie de la compression est donc la bienvenue. Ce n'est qu'ensuite qu'il a été introduit dans le transport ferroviaire et maritime et qu'il est finalement devenu courant dans l'automobile, plusieurs décennies après le brevet du turbo. Le turbocompresseur a été inventé par le Suisse Alfred Büchi, qui l'a breveté en 1905. Ce n'est qu'au cours de la Première Guerre mondiale que des ingénieurs français ont testé des turbocompresseurs sur certaines modifications apportées par Renault pendant la guerre.

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A droite de l'écran technologique d'un turbocompresseur (figure ci-dessus), apparaît en médaillon une image correspondant aux caractéristiques retenues si elle a été chargée (cf. Cartographie de turbocompresseur centrifuge Lors du dimensionnement, on cale le point nominal de la cartographie sur les conditions de la transfo compression, ce qui permet d'obtenir la vitesse de rotation du compresseur et les valeurs "eta design", "Rp design" et "m design" affichées à gauche de l'écran, et éventuellement modifiables. Au dessus d'elles apparaissent les valeurs adimensionnelles permettant de situer le point de fonctionnement sur la cartographie utilisée. Leurs valeurs sont bien évidemment corrigées en fonction des conditions d'admission dans le compresseur. La valeur de la vitesse de rotation du compresseur peut être modifiée depuis l'écran du pilote si on le souhaite. L'écran technologique d'un turbocompresseur possède dans sa partie supérieure droite un libellé ("Compressor data") qui donne accès par double-clic à l'écran permettant d'afficher la série de coefficients décrivant les deux caractéristiques (figure ci-dessous).

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Dès que l'on s'écarte trop des conditions nominales de fonctionnement, on voit apparaître un risque important de décollement le long des aubages. Outre une forte sensibilité du rendement isentropique, il en résulte une double limitation du domaine d'utilisation de la machine: risque de pompage du côté des faibles débits (dépendant du réseau sur lequel le compresseur débite), et de blocage du débit du côté des débits plus importants. Une certaine souplesse n'est effectivement envisageable dans ce type de machine que si l'on peut ajuster librement la vitesse de rotation et éventuellement l'angle d'incidence de certaines rangées d'aubages. Caractéristique d'un compresseur axial Les caractéristiques des compresseurs axiaux sont moins pentues que celles des compresseurs centrifuges, ce qui les rend moins stables. Les taux de compression par étage que peuvent fournir les compresseurs axiaux sont relativement faibles, généralement compris entre 1, 2 et 2. Ecran de dimensionnement technologique Les écrans technologiques des turbocompresseurs ont été conçus pour permettre de représenter aussi bien que possible les caractéristiques de ces machines.

Histoire Le principe de la suralimentation des moteurs thermiques à combustion interne a été proposé dès les premiers développements de ces moteurs. En 1905 le brevet du turbocompresseur a été déposé par l'ingénieur suisse Alfred Büchi. Une de ses premières applications a été un moteur Renault propulsant un avion de chasse au cours de la Guerre 1914-1918 par l'ingénieur Auguste Rateau. Cette technique de suralimentation est fréquemment appliquée aux moteurs des automobiles de course. Elle est, par contre, interdite dans certaines disciplines (Formule 1), après y avoir fait la loi pendant quelques années. Ce principe est à ce jour, beaucoup répandu sur les moteurs Diesel modernes (CRDI, TDI, TDCI, HDI, DCI, DTI…) et dans une moindre mesure sur les moteurs à essence. Ce type de compresseur récupère une partie de l'énergie cinétique et de l'énergie thermique contenue dans les gaz d'échappement, par conséquent de l'enthalpie de ces gaz. Fonctionnement Une turbine positionnée dans le flux des gaz d'échappement sortant du moteur est entraînée à grande vitesse, elle est reliée par un arbre à un compresseur positionné dans le conduit d'admission du moteur.

L'évolution du turbocompresseur des origines à nos jours 1885 ↓ L'histoire de la suralimentation est presque aussi ancienne que celle des moteurs à combustion. Déjà Gottlieb Daimler (1855) et Rudolf Diesel (1896) ont tenté d'augmenter la puissance du moteur et de réduire la consommation de carburant par la pré-compression de l'air amené au moteur. 1905 ↓ Dès 1905, le Suisse Alfred Buchi (né le 11 juillet 1879, mort le 27 octobre 1959) a inventé le " turbocompresseur à gaz d'échappement" (CH 35 259 A). Dans ce brevet, on décrit la façon dont on peut obtenir dans un moteur à piston, par l'énergie des gaz d'échappement du moteur, une amélioration du débit du mélange air-carburant et donc de la puissance. A cet effet, une turbine (g) est entraînée par l'énergie cinétique des gaz d'échappement au moyen d'un rotor (b). Cette turbine agit alors comme pré-compresseur pour le mélange air-carburant entrant dans les cylindres (a) au moyen d'un dispositif de refroidissement (k). 1910 ↓ Le premier moteur suralimenté a vu le jour en 1910.

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L' adsorption à oscillation de pression (PSA) incorpore un matériau appelé tamis moléculaire pour la séparation des gaz. Dans le cas de la génération d'oxygène, un tamis à base de zéolite force l'adsorption préférentielle pour l'azote. De l'air propre et sec traverse les lits de tamis du générateur d'oxygène, produisant un gaz enrichi en oxygène. Un équipement de membrane de séparation d'azote est également utilisé. Usages [ modifier | modifier le code] Les générateurs chimiques d'oxygène sont utilisés dans les avions, les appareils respiratoires pour les pompiers et les équipes de sauvetage minier, les sous-marins et partout où un générateur d'oxygène d'urgence compact avec une longue durée de vie est nécessaire. Ils contiennent généralement un dispositif d'absorption du dioxyde de carbone, parfois un filtre rempli d' hydroxyde de lithium; un kilogramme de LiOH absorbe environ un demi-kilogramme de CO 2. Des générateurs d'oxygène autonomes (SCOG) sont utilisés dans les sous-marins. Des dispositifs autonomes de sauvetage (SCSR) sont utilisés pour faciliter l'évacuation des mines.

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L'oxygène est indispensable chez plusieurs industries. Il est donc nécessaire d'en commander mais pourquoi ne pas produire soi-même son oxygène? Mais il faut quand même savoir comment un générateur d'oxygène fonctionne pour être sûr de son choix. Pourquoi opter pour des générateurs d'oxygène et quel type de générateur choisir? En ne mentionnant que le secteur santé, une grande quantité d'oxygène est essentiel pour les malades ayant une difficulté respiratoire. Il est donc crucial d'avoir une grande réserve d'oxygène. Et pourtant, le stockage de ce gaz dans des bouteilles transportables exige des frais, le transport y compris. Sans compter le prix exorbitant des gaziers et leur contrat interminable, il serait difficile de s'en sortir s'il existe une éventuelle rupture de stock. Le mieux c'est d'acheter un générateur d'oxygène. Ceci n'utilise que l'air ambiant. Il existe plusieurs types de générateur d'oxygène chez. Terminé les problèmes de livraison et de fuite d'oxygène pendant le transport des bouteilles déficientes.

Il y a des générateurs d'oxygène PSA modulaire qui sont faites pour les consommations d'oxygène faibles à moyennes. Tout le contraire du type V-PSA qui procure une énorme production pour les grands consommateurs. Le débit d'oxygène fourni est élevé. Ce qui est vraiment profitable car la consommation d'énergie par cet appareil est faible. Le générateur d'oxygène DS-PSA assure une extrême pureté de l'oxygène. Comment les générateurs d'oxygène fonctionnent-ils exactement? Le générateur d'oxygène marche par PSA (Pressure Swing Adsorption). Il s'agit d'un processus par lequel la production d'oxygène se fait par la variation de pression dans la machine et l'utilisation d'un matériau adsorbant. Cela crée une séparation des molécules d'oxygène avec d'autres molécules présentes dans l'air. Ce dernier contient vingt et un pour cent d'oxygène, soixante-dix-huit pour cent d'azote, zéro virgule neuf pour cent d'argon et zéro virgule un pour cent de gaz rares. Le matériau fréquemment utilisé est la zéolite.