Exergy Balance Decomposition Between Mechanically-and Thermally-Recoverable Exergy Ouflows - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue AIAA Journal Année : 2024

Exergy Balance Decomposition Between Mechanically-and Thermally-Recoverable Exergy Ouflows

Décomposition du bilan d'exergie entre flux d'exergie mécaniquement et thermiquement récupérables

Résumé

This paper aims at presenting a new method for the decomposition of the thermocompressible exergy outflow between a compressible and a purely thermal component, based on the work of Miller where he defined euergy. Sec. II details the exergy balance derived by Arntz et al. and the decompositions of thermocompressible exergy outflow suggested by Arntz et al. and used by Aguirre et al., alongside the concerns associated with these decompositions. In Sec. III, the method used by Miller to define the mechanical work potential of a system is presented, and its application to the decomposition of the thermocompressible exergy outflow is detailed. New definitions for the purely mechanical (with a kinetic and a compressible contribution) and purely thermal exergy outflow are then proposed, alongside an analysis of the properties of the newly-defined thermal exergy outflow. The exergy balance decomposition is then reexpressed, and the decoupling between the impact of the reference state pressure and temperature on the balance is highlighted. The additional information provided by the new exergy balance decomposition is then detailed for the theoretical case of an isentropic flow in a converging nozzle. Conclusive remarks and perspectives regarding this new decomposition are finally detailed in Sec. IV.
Cet article vise à présenter une nouvelle méthode de décomposition du flux d'exergie thermocompressible entre une composante compressible et une composante purement thermique, basée sur les travaux de Miller dans lesquels il définit l’euergy. La Sec. II détaille le bilan d’exergie introduit par Arntz et al. et les décompositions du flux d'exergie thermocompressible suggérées par Arntz et al. et utilisées par Aguirre et al., ainsi que les problèmes associés à ces décompositions. Dans la Sec. III, la méthode utilisée par Miller pour définir le potentiel de travail mécanique d'un système est présentée, et son application à la décomposition du flux d'exergie thermocompressible est détaillée. De nouvelles définitions des flux d'exergie purement mécanique (avec une contribution cinétique et une contribution compressible) et purement thermique sont ensuite proposées, ainsi qu'une analyse théorique des propriétés du flux d'exergie thermique nouvellement défini. La décomposition du bilan d’exergie est ensuite réexprimée et le découplage entre l'impact de la pression et de la température de l'état de référence sur le bilan est mis en évidence. Les informations supplémentaires fournies par la nouvelle décomposition du bilan d’exergie sont ensuite détaillées pour le cas théorique d'un écoulement isentropique dans un convergent de tuyère. Des remarques finales et des perspectives concernant cette nouvelle décomposition sont finalement présentées dans la Sec. IV.
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Année Mois Jours
Avant la publication
mercredi 31 juillet 2024
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mercredi 31 juillet 2024
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Dates et versions

hal-04441331 , version 1 (06-02-2024)

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Citer

Ilyès Berhouni, Didier Bailly, Ilias Petropoulos. Exergy Balance Decomposition Between Mechanically-and Thermally-Recoverable Exergy Ouflows. AIAA Journal, 2024, ⟨10.2514/1.J063118⟩. ⟨hal-04441331⟩
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