Rapport

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



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







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







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






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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