Performances théoriques et expérimentales d'une machine frigorifique tritherne à éjecto-compression : Influence de la nature du fluide de travail : Analyse énergétique et exergétique

par Ruben José Dorantes Rodriguez

Thèse de doctorat en Thermique et énergétique

Sous la direction de André Lallemand.


  • Résumé

    Le travail porte essentiellement sur l'étude comparative du comportement de machines de climatisation trithermes à éjecteur fonctionnant avec des fluides différents. Il s'agit d'une part de fluides de substitution aux CFC, d'autre part de mélanges zéotropiques de tels fluides. Une importante étude bibliographique permet de cerner l'intérêt de certains fluides par rapport à d'autres et d'établir des critères de choix. Un banc d'essais· a été monté et utilisé pour étudier expérimentalement le comportement de la machine et pour valider le modèle de fonctionnement d'un éjecteur alimenté en fluides de masses molaires différentes. Le modèle d'écoulement unidimensionnel basé sur l'écriture des équations de conservation rend bien compte du comportement réel de l'éjecteur. Un second modèle , plus simple prend en compte le fonctionnement global de la machine. Sa mise en œuvre nécessite de déterminer préalablement les caractéristiques thermodynamiques des mélanges zéotropiques. Une équation d'état de type RKS avec une règle de mélange et l'égalité des fugacités à l'équilibre liquide-vapeur permet d'y parvenir. Ce modèle conduit à classer, sur le plan de leurs performances, une dizaine de fluides frigorigènes et d'étudier l'efficacité obtenues dans les cas de mélanges à teneurs variées du couple R141b-R318c et dans celui où on effectue une distillation à la sortie de l'éjecteur. L'analyse exergétique met en évidence les importantes pertes exergétiques au niveau de l'éjecteur, du condenseur et du bouilleur de la machine.

  • Titre traduit

    = Theoretical and experimental performances of an ejector refrigeration system : Influence of the nature of the work fluid : Energetical energetical and exergetical analysis


  • Résumé

    This work is mainly a comparative study of the performance of ejector refrigeration systems, using different refrigerant fluids. These fluids were all CFC substituents and their performance was analysed either as pure components or in non-azeotropic mixtures. An extensive bibliographic study was carried out ln order to compare the properties of these fluids, and to establish the selection criteria. A bench refrigeration system was built up in order to study the machines behaviour, and to test a model describing the operation of an ejector working with fluids having different molar masses. The flow unidimensional model, which is based upon the conservation equations represents fairly well the ejector's actual behaviour. A second model, somewhat simpler, takes into account the global performance of the machine. This model requires the thermodynamic characteristics of the non-azeotropic mixtures. An RKS equation of state using a mixing law and the equality of fugacities at the vapour-liquid equilibrium is thus employed. The model leads to the classification of about ten different refrigerant fluids according to their performance. It is also employed to study the system's efficiency when different concentrations of the Rl 4 lb-R318c couple are also made when the mixture is distilled at the exit of the ejector, and when it is not. The exergy balance analysis points up the important exergy losses at the ejector, the condenser, and the generator of the refrigeration engine.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1436)
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