Cycle de Carnot appliqué à la roue thermo gravitationnelle

Une démarche inverse

D'habitude on construit un moteur puis on compare son rendement à celui de Carnot.

Pourquoi ne pas faire la démarche inverse? Fabriquer un moteur thermique suivant le cycle de Carnot.

C'est à dire maitriser les échanges thermiques durant les phases isothermes et adiabatiques tout en s'assurant de l'évolution géométrique du volume de gaz mais aussi de la pression qui pour la roue thermo gravitationnelle correspond à la Hauteur de liquide HL1 ou HL2 suivant la formule générale RTG.

Un cycle de Carnot pour chaque roue RTG

Pour se faire les cylindres traverse 4 zones ( 2 en montant et 2 en descendant) correspondant aux 4 phases.

En montant "détente"
1^er phase chambres dans une zone avec de l'air chaud (isotherme)
2^ième phase chambres dans une zone avec de l'isolation (adiabatique)

En descendant "compression"
3^ième phase chambres dans une zone avec de l'air froid (isotherme)
4 ^ième phase chambres dans une zone avec de l'isolation (adiabatique)

Les valeurs dimensionnelles de la roue thermo gravitationnelle vont définir le volume de gaz (dimension de la chambre) , le volume de liquide (Hauteur de liquide HL) , le dénivelé Z (en fonction du rayon R de la roue et de son inclinaison α ). géométrie de la roue

Un cycle de Carnot pour chaque roue RTG

Les zones isothermes sont déterminées par un espace dans lequel les chambres puissent échanger de l'énergie avec l'extérieur:
Exemple: rotation de 0 à 90° espace avec volume d'air chaud
rotation de 180 à 270° espace avec volume d'air froid

Les zones adiabatiques sont déterminées par un espace dans lequel les chambres n'échangent pas de chaleur avec l'extérieur (espace avec isolation thermique).
Exemple: rotation de 90 à 180° espace avec isolation thermique
rotation de 270 à 360° espace avec isolation thermique

Remarque: en fonction des critères dimentionnelles de la roue RTG et du cycle de Carnot, il sera possible de faire fonctionner la roue RTG à des températures différentes à condition de respecter le même Δ T.

Exemple: Tch 35°c Tfr 30°c Δ T= 35 - 30 = 5°c
Tch 10°c Tfr 5°c Δ T= 10 - 5 = 5°c

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