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rapport Tp moteur à combustion
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ECOLE NATIONALE DE L’INDUTRIE MINERALE DEPARTEMENT GENIE DES PROCEDES INDUSTRIELS
GENIE ENERGETIQUE
Rapport du TP : Moteur à combustion interne 4
temps Etude et calcul des performances d’un moteur à
allumage commandé 4 temps monocylindre
Groupe GE-g6 : Omar EL AHMADI Encadré par : M.ABDOUSSI
Ammar MOUAKY
2
1. Performances
N(tr/min) C(mN) Pa(kW) ml t(s) dp(Pa)air Ta (°C) rho air Techp(°C)
2530 10 2,649 8 28,5 100 20 1,211 500
2100 10,8 2,375 8 33,6 90 20 1,211 490
1516 9,7 1,540 8 46,1 57,5 20 1,211 471
1150 7,9 0,951 8 56,5 31,5 20 1,211 385
N(tr/min) dc(Kg/h) cs(g/kw-h) da(kg/h) Richesse PME(bars) Rth(%)
Da-
th(kg/h) Rv%(%C)
2530 0,748 282 8,553 1,208 7,273 29,12 15,804 57,165
2100 0,634 267 8,571 1,08 7,856 30,78 13,176 65,336
1516 0,462 300 6,851 0,985 7,056 27,38 9,512 73,342
1150 0,377 396 5,071 1,086 5,746 20,73 7,215 70,585
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
1000 1500 2000 2500
N (tr/min)
Rendement th (%)
Rendement th (%)
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
1000 1500 2000 2500
N(tr/min)
Puissance (kW)
Puissance (Pa)
3
0
2
4
6
8
10
12
1000 1500 2000 2500
N(tr/min)
Couple (Nm)
Couple
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1000 1500 2000 2500
N(tr/min)
CSE (g/kWh)
CSE
4
2. Bilan d’énergie et composition des fumées
N(tr/min)
Qentrée
(kW)
Qéch
(kW)
Qparoi
(kW)
Qimbr
(kW) Pa (kW)
Bilan
énergie
2530 9,101 1,738 4,606 0,108 2,649
2100 7,717 1,720 3,539 0,083 2,375
1516 5,625 1,333 2,724 0,028 1,540
1150 4,589 0,780 2,809 0,049 0,951
CO2
%V H (S)
O2
%V H (S)
CO
%V H (S)
H2
%V H (S)
H2O
%V H (S)
N2
%V H (S)
CO2
%V H (S)
9,47 (9,7) - 5,4 (5,5) 12,65 (12,9) 2,22 (0) 70,3 (71,9) 9,47 (9,7)
11,44 (12) 2,29 (2,4) 9,15 (9,6) 4,58(0) 72,54 (76) 11,44 (12)
12,98
(14,91) - - - 12,98 (0) 74,04 (85,80) 12,98 (14,91)
11,46 (12) - 2,32 (2,43) 9,23 (9,67) 4,6 (0) 72,39 (75,9) 11,46 (12)
H : Humide
S : Sèche
3. Comparaison entre résultats de la simulation et l’expérience
a. Représentation de P (°V), Volume (°V), fraction brûlé (°V), Tu(°V), Tb(°V).
Expérience n°1 : N=2530 trs/min
0,00E+00
5,00E+00
1,00E+01
1,50E+01
2,00E+01
2,50E+01
3,00E+01
3,50E+01
4,00E+01
4,50E+01
330 380 430 480
Degrés (°V)
Pression (bar)
Pression
5
0
50
100
150
200
250
0 200 400 600 800 1000 1200
Dégrés (°V)
Volume (cm3)
Volume
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
330 380 430 480
Degrés (°V)
Tu (K)
Tu
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
330 380 430 480
Degrés (°V)
Tb (K)
Tb
6
Début de la combustion 334 °V
10% de la combustion 348 °V
50% de la combustion 360 °V
90% de la combustion 374 °V
Fin de la combustion 468 °V
Expérience n°2 : N= 2100 trs/min
0,00E+00
5,00E-03
1,00E-02
1,50E-02
2,00E-02
2,50E-02
3,00E-02
3,50E-02
4,00E-02
4,50E-02
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
330 350 370 390 410 430 450 470
Degrés (°V)
WBF
DWBF
0,00E+00
5,00E+00
1,00E+01
1,50E+01
2,00E+01
2,50E+01
3,00E+01
3,50E+01
4,00E+01
4,50E+01
5,00E+01
330 530 730 930
Degrés (°V)
Pression (bar)
Pression
7
0
50
100
150
200
250
330 530 730 930 1130
Degrés (°V)
Volume (cm3)
Volume
0
200
400
600
800
1000
300 350 400 450 500
Degrés (°V)
TU (K)
TU
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
330 380 430 480
Degrés (°V)
TB (K)
TB
8
Début de la combustion 334 °V
10% de la combustion 339 °V
50% de la combustion 360 °V
90% de la combustion 374 °V
Fin de la combustion 468 °V
Expérience n°3 : N= 1516 trs/min
0,00E+00
5,00E-03
1,00E-02
1,50E-02
2,00E-02
2,50E-02
3,00E-02
3,50E-02
4,00E-02
4,50E-02
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
330 380 430 480
Degrés (°V)
WBF
dWBF
0,00E+00
5,00E+00
1,00E+01
1,50E+01
2,00E+01
2,50E+01
3,00E+01
3,50E+01
4,00E+01
4,50E+01
5,00E+01
330 530 730 930
Degrés (°V)
Pression (bar)
Pression
9
0
50
100
150
200
250
0 200 400 600 800 1000 1200
Degrés (°V)
Volume (cm3)
Volume
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
330 380 430 480
Degrés (°V)
TU (K)
TU
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
330 380 430 480
Degrés (°V)
TB (K)
TB
10
Début de la combustion 334 °V
10% de la combustion 347 °V
50% de la combustion 360 °V
90% de la combustion 374 °V
Fin de la combustion 468 °V
Expérience n°4 : N= 1150 trs/min
0,00E+00
5,00E-03
1,00E-02
1,50E-02
2,00E-02
2,50E-02
3,00E-02
3,50E-02
4,00E-02
4,50E-02
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
330 380 430 480
Degrés (°V)
WBF
dWBF
0,00E+00
5,00E+00
1,00E+01
1,50E+01
2,00E+01
2,50E+01
3,00E+01
3,50E+01
4,00E+01
4,50E+01
5,00E+01
330 530 730 930
Degrés (°V)
Pression (bar)
Pression
11
0
50
100
150
200
250
0 200 400 600 800 1000 1200
Degrés (°V)
Volume(cm3)
Volume
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
330 380 430 480
Degrés (°V)
TU (K)
TU
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
330 380 430 480
Degrés (°V)
TB (K)
TB
12
Début de la combustion 334 °V
10% de la combustion 348 °V
50% de la combustion 360 °V
90% de la combustion 374 °V
Fin de la combustion 468 °V
b. Résultats des simulations
Expériences W
(cal/cycle)
Pa
(kW)
PMI
(bar)
Qp
(cal/cycle)
Qéchp
(cal/cyle)
2530 trs/min 28.85 2.41 6.26 22.45 28.77
2100 trs/min 29.84 2.07 7.24 28.61 32.87
1516 trs/min 31.43 1.57 7.62 36.67 33.41
1150 trs/min 28.15 1.07 6.83 41.42 28.67
c. Commentaires
- D’après les expériences réalisées, la vitesse de rotation permettant d’avoir un
fonctionnement optimale du moteur (rendement thermique maximal, consommation
spécifique minimale, couple maximal) correspond à 2100 tours/min.
- Les différents bilans d’énergie réalisés ont montré que les pertes à travers les parois
représentent près de 50% de l’énergie disponible à l’entrée.
- Pour les différents régimes du moteur étudiés, les points correspondant au début de la
combustion, à 50%, à 90% et à la fin de la combustion sont identiques ; seul le point
correspondant à 10% de la combustion varie d’un régime à un autre.
- Les résultats simulés par le logiciel pour un fonctionnement idéal du moteur et ceux
obtenus par les expériences, sont en général dans le même ordre de grandeur.
0,00E+00
5,00E-03
1,00E-02
1,50E-02
2,00E-02
2,50E-02
3,00E-02
3,50E-02
4,00E-02
4,50E-02
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
330 380 430 480
Degrés (°V)
WBF
dWBF
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