Augmented Curzon-Ahlborn modelling of Carnot engine

This paper reconsiders the modelling of Curzon-Ahlborn dedicated to Carnot engine. A modified model is proposed, taking account of the period (duration) of the cycle. It allows a two steps optimization, by following a model incorporating internal irreversibility of the cycle. New results are obtained. We note particularly comparison of various approaches: with thermodynamics transformations according to Curzon and Ahlborn proposal versus mean values over the cycle according to Chambadal proposal. It confirms the interest of the description of irreversibilities with entropy production method preferably to the ratio method. This new approach may give rise to an extension currently under development to our initiative.

Cette publication réexamine le modèle de Curzon-Ahlborn du moteur thermomécanique. Après un rappel historique de modèles gradués (Carnot endo-réversible puis irréversible, Chambadal introduisant l’irréversibilité de transfert à la source) on examine la méthodologie d’optimisation des moteurs thermomécaniques selon le modèle de Curzon et Ahlborn avec un point de vue fondamental, en focalisant sur l’obtention du maximum d’énergie ou de puissance et le rendement associé à ces conditions. Il en résulte des résultats nouveaux complémentaires à ceux existants dans la littérature, ainsi qu’une homogénéisation des diverses approches existantes (dont des propositions nouvelles récentes que nous avons faites). Des résultats nouveaux en découlent. On notera plus particulièrement la différence entre les approches en transformations thermodynamiques (selon Curzon et Ahlborn) puis en moyenne de cycle (selon Chambadal) Il ressort du présent article l’intérêt confirmé pour la description des irréversibilités en production d’entropie plus qu’en ratio entropique. Cette nouvelle approche peut donner lieu à prolongement actuellement en cours de développement à notre initiative.

Carnot engine Chambadal model improved Curzon-Ahlborn model Entropy production action Efficiency at maximum power

Moteur de Carnot Modèle de Chambadal Modèle de Curzon-Ahlborn amélioré Action de production d’entropie Rendement à maximum de puissance