Simulateur

Le simulateur permet de quantifier puis de résoudre le modèle décrit qualitativement dans l'éditeur de schémas. 

Son écran principal donne accès aux écrans de paramétrage des propriétés (logiques et thermodynamiques) des différents éléments (les types primitifs de Thermoptim) mis en jeu dans les modèles générés.

Il calcule pas à pas les différents éléments d'un projet, selon un mode de calcul séquentiel.

Le moteur de recalcul automatique garantit que les calculs sont effectués dans le bon ordre.

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Editeur de schémas

L'éditeur de schémas permet de décrire qualitativement le système étudié. 

Il comporte une palette présentant les différents composants représentables (échanges de chaleur, compresseurs, organes de détente, chambres de combustion, mélangeurs, diviseurs...), et un panneau de travail où l'on place ces composants et où on les interconnecte par des liens vectoriels

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Fichiers de projet

Les calculs de Thermoptim sont structurés autour de projets.

Vous pouvez créer un nouveau projet ou ouvrir (charger) un projet existant. Quand vous avez defini les différents éléments qui composent votre projet, vous pouvez le sélectionner en choisissant "Sauver..." ou "Enregister sous...".

La liste des projets existants peut être obtenue en sélectionnant "Bibliothèque de projets". En double-cliquant une ligne du tableau de la bibliothèque de projets, vous pouvez ouvrir le projet correspondant.

La liste des exemples existants peut être obtenue en sélectionnant "Bibliothèque d'exemples ". Les exemples peuvent être chargés et sauvés dans votre répertoire de projets.

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Fichiers de résultats 

"Exporter les résultats" crée un fichier texte comprenant les résultats détaillés du projet

"Exporter un fichier de cycle" crée un fichier texte qui peut être lu par les Diagrammes Interactifs pour tracer les points du projet 

"Exporter les fluides de méthode de pincement" crée un fichier texte comprenant les fluides de méthode de pincement qui peut être lu par la version 4D de Thermoptim 

"Exporter des calculs exergétiques" crée un fichier texte comprenant les résultats détaillés du projet recalculés pour une température d'environnement T0 quelconque

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Spécial

"Editeur de schémas" ouvre l'éditeur permettant de définir graphiquement un projet

"Diagrammes Interactifs" ouvre une fenêtre permettant de tracer les points du projet dans l'un des trois types de diagrammes thermodynamiques interactifs (pour les vapeurs, les gaz idéaux ou psychrométrique) et de créer des points de projet à partir de ces diagrammes

"Outils d'Optimisation" ouvre la fenêtre d'optimisation 

"Outils de recalcul automatique" ouvre une fenêtre permettant de suivre pas à pas la progression du recalcul, et d'avoir accès à la liste actualisée des transfos "observées"

"Outils de diagnostic" ouvre une fenêtre permettant de dresser la liste de points et transfos possédant certaines propriétés particulières. Le diagnostic des projets complexes en est facilité.

"Analyses de sensibilité" ouvre une fenêtre permettant de mener simplement des analyses de sensibilité sur certains débits, pressions ou températures

"Gestionnaire des corps" ouvre une fenêtre permettant de changer un corps, de le renommer... 

"Visualisateur de classes externes" ouvre une fenêtre permettant d'analyser succinctement l'ensemble des classes externes disponibles


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Aide

"Manuels de référence" ouvre une fenêtre avec des liens hypertexte vers la documentation du progiciel

"Licence" ouvre une fenêtre affichant le texte de la licence du progiciel

"Paramètres globaux" ouvre une fenêtre permettant de définir cetains paramètres globaux pour Thermoptim :

- le répertoire racine des fichiers de l'utilisateur

- l'unité de température (°C ou K)

- la température de référence pour les calculs d'exergie

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Corps

THERMOPTIM fait appel à trois catégories de corps : des gaz idéaux purs, des gaz idéaux composés, et des vapeurs condensables (qui sont des corps purs). Les gaz parfaits correspondent au cas particulier de gaz idéaux dont la chaleur massique est indépendante de la température. 

Le corps peut être pur, auquel cas ses propriétés sont prédéfinies dans le progiciel, ou composé. Dans ce cas (qui n'est possible que pour un gaz), l'utilisateur doit définir la composition à partir des autres gaz présents dans la base, en indiquant, pour chacun d'entre eux, son nom et sa fraction molaire ou massique. Les propriétés du corps composé sont alors déterminées à partir de celles de ses constituants.

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Points

Un point désigne une particule d'un corps et permet de déterminer ses variables d'état intensives : pression, température, chaleurs massiques, enthalpie, entropie, énergie interne, exergie, titre. Un point est identifié par son nom et celui du corps qui lui est associé. 

Pour le calculer, il faut :

- soit entrer au moins deux de ses variables d'état, généralement la pression et la température pour les systèmes ouverts, et le volume et la température pour les systèmes fermés, 
- soit les déterminer automatiquement en utilisant par exemple l'une des transformations.

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Transformations

Les transformations (ou transfos) correspondent à des évolutions thermodynamiques subies par un corps entre deux états. Une transfo associe donc deux points tels que définis précédemment, un point amont et un point aval. 

De plus, elle spécifie le débit massique mis en jeu, et permet donc de calculer les variables d'état extensives, et notamment de déterminer la variation d'énergie mise en jeu au cours de la transformation.

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Noeuds

Les noeuds permettent de décrire les éléments du réseau où prennent place les mélanges et les divisions de fluides. Dans un noeud, plusieurs embranchements de fluide sont reliés entre eux pour former une veine unique.

S'il s'agit d'un mélangeur, les diverses branches se rejoignent pour former une seule veine. Le débit massique de la veine principale est égal à la somme de ceux des branches, et le bilan enthalpique permet de calculer l'enthalpie massique et la température de mélange.

S'il s'agit d'un diviseur, la veine principale se subdivise en plusieurs branches, dont il faut calculer les débits. Leur répartition entre les branches est prise proportionnelle aux "facteurs de débit" spécifiés par l'utilisateur. La température et l'enthalpie massique sont bien sûr conservées.

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Echangeurs

Les échangeurs thermiques associent deux fluides, l'un qui se réchauffe, l'autre qui se refroidit. La définition la plus simple d'un échangeur demande donc que l'on indique quelles sont les deux transfos qu'il apparie. 

Le dimensionnement de l'échangeur peut être ensuite réalisé si l'on indique quelles sont les contraintes sur les débits et les températures que l'on impose (par exemple pincement minimal, efficacité imposée). 

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Bilan

Le bilan global du projet peut être calculé avec les conventions suivantes :

Dans chaque transfo, le type d'énergie permet de distinguer entre l'énergie "payante", l'énergie "utile" et l'énergie "autre" (choisie par défaut).  

L'énergie payante représente la somme de toutes les énergies que l'on a dû fournir au cycle en provenance de l'extérieur. 
 
L'énergie utile représente le bilan net du cycle, c'est-à-dire la somme algébrique des énergies produites et consommées en son sein. 

Ces deux formes d'énergie sont celles qui apparaissent dans la définition du rendement :

rendement = (|énergie utile|)/(énergie payante)


Par exemple, dans un cycle de Hirn, l'énergie payante est l'énergie fournie à la chaudière, et l'énergie utile est la différence entre l'énergie produite par la turbine et celle consommée par la pompe pour mettre l'eau en pression. L'énergie autre est la chaleur rejetée au condenseur. 

Dans un cycle de réfrigération à compression, l'énergie payante est l'énergie consommée par le compresseur, l'énergie utile est l'effet frigorifique (frigories extraites à l'évaporateur), et l'énergie autre est la chaleur à évacuer au désurchauffeur et au condenseur.













