Calculateur de rendement thermique

Le rendement thermique décrit la fraction de l'énergie thermique fournie qu'un moteur transforme en travail utile. Ce calculateur utilise η = Wout/Qin × 100%, où η est le rendement en pourcentage, Wout le travail utile net produit et Qin la chaleur absorbée depuis la source chaude. L'énergie restante est rejetée sous forme de chaleur : Qout = Qin - Wout. Chaleur et travail doivent être exprimés dans la même unité, par exemple en joules, kilojoules ou kilowattheures, car le rendement est un rapport sans dimension. Un moteur thermique fonctionne par cycles entre un milieu chaud et un milieu froid. Il ne peut pas transformer toute la chaleur absorbée en travail tout en achevant un cycle : une partie de l'énergie doit être évacuée vers une source froide. Cette contrainte découle du deuxième principe de la thermodynamique, et pas seulement d'une construction imparfaite. Les moteurs réels perdent aussi de l'énergie utile par frottement, irréversibilité de la combustion, écarts de température finis, pompage, échappement, refroidissement et équipements auxiliaires. Le rendement mesuré reste donc toujours inférieur à la limite idéale correspondante. Le rendement thermique peut être annoncé selon différents périmètres et pouvoirs calorifiques du combustible. Le rendement indiqué brut, le rendement thermique au frein et le rendement global d'une centrale n'incluent pas nécessairement les mêmes pertes. Les calculs peuvent utiliser le pouvoir calorifique supérieur ou inférieur, ce qui modifie le dénominateur. Ne comparez des systèmes que si la chaleur fournie, la sortie utile, l'état de fonctionnement et le périmètre de mesure sont définis de façon cohérente. Pour un appareil produisant de l'électricité, intégrez la puissance sur la même période que celle utilisée pour déterminer l'apport thermique du combustible, ou comparez les puissances en régime permanent si le stockage est négligeable. Le maximum idéal d'un moteur fonctionnant entre deux réservoirs à température constante est le rendement de Carnot, 1 - Tc/Th, avec les deux températures absolues en kelvins. Ce simple calculateur de rapport énergétique ne demande pas de températures et ne suppose pas un fonctionnement de Carnot. Il évalue les flux d'énergie observés ou spécifiés. Un résultat supérieur à 100 pour cent signale des données incohérentes, des unités incompatibles, une source d'énergie omise ou un problème de périmètre du bilan ; l'interface refuse donc un travail supérieur à la chaleur fournie. Utilisez ce résultat pour les cours de thermodynamique, les premières comparaisons de moteurs et les vérifications de bilan énergétique. Une évaluation détaillée doit intégrer l'incertitude, les régimes transitoires, la composition du combustible, les consommations auxiliaires, la récupération de chaleur et la définition exacte de la sortie utile. Rendement et puissance sont différents : un moteur très efficace peut être peu puissant, tandis qu'un moteur puissant peut gaspiller une grande part de l'énergie reçue.