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<onlyinclude>Le '''cycle de Rankine''' ou '''cycle de vapeur de Rankine''' est le processus largement utilisé par les [[centrale électrique|centrales électriques]] telles que les [[centrale à charbon|centrales à charbon]] ou les [[réacteur nucléaire|réacteurs nucléaires]]. Dans ce mécanisme, un [[combustible]] est utilisé pour produire de la [[chaleur]] à l'intérieur d'une [[chaudière]], transformant l'[[eau]] en [[vapeur]] qui se détend ensuite à travers une [[turbine]] produisant un [[travail]] utile. Ce procédé a été mis au point en 1859 par l'ingénieur écossais William J.M. Rankine.</onlyinclude><ref name=ese>L. Albright, L. Angenent, F. Vanek. (May 6, 2015). "Stationary Combustion Systems" in ''Energy Systems Engineering'', 2nd Edition. McGraw Hill. 2012. ch.6, pp.161-167</ref> Il s'agit d'un cycle [[thermodynamique]] qui convertit la [[chaleur]] en [[énergie mécanique]] - qui est généralement transformée en [[électricité]] par [[production d'électricité]].

[[File:Rankine_fr.png|right|420px|thumb|Figure 1. Un schéma simple avec les composants du cycle de Rankine.<ref>Made internally be a member of the Energy Education team, adapted from Energy Systems Engineering by F. Vanek, L. Albright and L. Angenent</ref>]]

[[File:Rankine PV cycle.png|right|500px|thumb|Figure 2. La ligne rouge est le [[diagramme pression-volume]] du cycle de Rankine. Elle illustre les changements de pression et de volume que subit le fluide de travail (l'eau) pour produire du travail. <ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CR-Prozess_p-v-Diagramm.svg </ref>]]

Les étapes du cycle de Rankine, telles qu'elles sont présentées dans la figure 1, et les étapes correspondantes dans le [[diagramme pression-volume]] (figure 2) sont décrites ci-dessous : <ref name=ese/>

*'''Pompe:''' Compression du fluide à haute [[pression]] à l'aide d'une pompe (ce qui demande du [[travail]]) (''Figure 2 :'' Etapes 3 à 4)
*'''Chaudière :''' Le fluide comprimé est chauffé à la [[température]] finale (qui est le point d'ébullition), par conséquent, un [[changement de phase]] se produit - du [[liquide]] à la vapeur. (''Figure 2 :'' Étapes 4 à 1)
*'''Turbine :'''Expansion de la vapeur dans la turbine. (''Figure 2 :'' Étapes 1 à 2)
*'''Condenseur :''' Condensation de la vapeur dans le condenseur (où la [[chaleur perdue]] va vers le puits de chaleur final (l'[[atmosphère]] ou un grand plan d'eau (ex. lac ou rivière)). (''Figure 2 :'' Étapes 2 à 3)

Le [[rendement]] du cycle de Rankine est limité par la chaleur de vaporisation élevée du [[fluide]]. Le fluide doit être recyclé et réutilisé en permanence, c'est pourquoi l'[[eau]] est le fluide le plus pratique pour ce cycle. Ceci n'est pas la raison pour laquelle de nombreuses centrales électriques sont situées près d'un plan d'eau - c'est pour la chaleur résiduelle.

Lorsque l'eau se condense dans le condenseur, la [[chaleur résiduelle]] est libérée sous forme de vapeur d'eau, que l'on peut voir s'échapper des tours de refroidissement d'une centrale. Cette chaleur perdue est nécessaire dans tout cycle thermodynamique. Grâce à cette étape de condensation, la pression à la sortie de la turbine est abaissée. Cela signifie que la pompe nécessite moins de travail pour comprimer l'eau, ce qui augmente le rendement total.

[[File:BoilingWaterReactor.gif|300px|framed|center|Figure 3. Le cycle de Rankine dans une centrale nucléaire.<ref>USNRC. (June 1, 2015). ''The Boiling Water Reactor'' [Online]. Available: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html</ref>]]

==En savoir plus==
*[[Centrale électrique]]
*[[Fluide de travail]]
*[[Cycle de Brayton]]
*[[Chaleur résiduelle]]
*[[Rendement]]
*[[Diagramme pression-volume]]
*Ou explorez une [[Special:Random|page au hasard]]

==Références==
{{reflist}}
[[Category:Uploaded]]

Cycle de Rankine - Historique des versions

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