Bibliographie & annexes
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En anglais
Auteur(s)
-
Jean-Marie MÉRIGOUX : Ancien Ingénieur en Chef à la Direction Technique de l’Établissement Rateau de la société Alsthom
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Les ventilateurs, soufflantes et compresseurs, destinés à véhiculer des fluides compressibles, ont pour objet de transférer de l’énergie mécanique aux fluides qui les traversent, en vue d’en accroître la pression.
L’ingénieur qui pénètre dans le domaine des machines tournantes productrices ou consommatrices d’énergie est tout d’abord frappé par la grande analogie qui existe entre les formes géométriques de matériels aussi divers que :
-
les pompes véhiculant des fluides incompressibles ;
-
les ventilateurs, soufflantes et compresseurs à fluide compressible ;
-
les turbines et moteurs hydrauliques produisant de l’énergie à partir de fluides incompressibles ;
-
les turbines et moteurs à fluide compressible.
Dans ces diverses catégories, on peut déjà distinguer deux grandes familles :
-
les machines volumétriques ;
-
les machines rotodynamiques.
Historiquement, les machines volumétriques ont été les premières à voir le jour. Le génie des mécaniciens a fait le succès de ce type de matériel. Mais la limitation en débit de cette conception de machine et, surtout, les progrès de la Mécanique des Fluides ont conduit à une autre façon d’échanger mécaniquement de l’énergie avec un fluide.
On a bien du mal à trouver un terme générique pour cet autre type de machine et on rencontre dans la littérature les expressions : machines centrifuges, turbomachines, ou encore machines rotodynamiques.
Au cours des années, le terme « machines centrifuges » est devenu impropre. Historiquement, il correspond au fait que les premières machines, autres que volumétriques, construites aux environs de 1900, étaient centrifuges ; non pas que ce type de compresseur, inventé par le professeur Rateau, l’ait été tellement plus tôt que le compresseur axial étudié en Grande-Bretagne par Parsons entre 1901 et 1906, mais parce que la machine centrifuge a atteint bien plus rapidement sa maturité technique.
Le terme « turbomachine » est le plus employé ; celui de « machine rotodynamique » est le plus explicite : il signifie que, par l’utilisation d’un système de pales entraînées en rotation autour d’un axe, on transforme l’énergie mécanique en quantité de mouvement sur le fluide. Ensuite, par des dispositifs appropriés inclus dans la machine, on récupère sous forme de pression l’énergie contenue sous forme de vitesse.
Cet article est l’actualisation du précédent texte Ventilateurs. Soufflantes. Compresseurs rédigé par MM. Jean FRIBERG et Jean-Marie MÉRIGOUX.
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Courbes caractéristiques. Réglage et adaptation
En anglais
1. Notions fondamentales
1.1 Classification
Dans le domaine des turbomachines de compression, on peut trouver les deux modes de classement suivants.
-
Suivant l’utilisation, on a :
-
les ventilateurs : faible taux de compression (inférieur à 1,20 en air) et faible vitesse du fluide dans la traversée de la machine ;
-
les soufflantes : caractérisées par l’apparition marquée de la compressibilité avec des taux de compression plus élevés (entre 1,20 et 2) et des vitesses plus grandes ;
-
les compresseurs : taux de compression élevé (supérieur à 2) pouvant nécessiter l’utilisation de plusieurs étages de compression montés en série.
-
-
Suivant la forme géométrique (avec deux formes principales), on a :
-
les machines centrifuges dans lesquelles le fluide entre axialement dans la roue puis se répartit tout autour de cet axe dans une direction sensiblement perpendiculaire à celui-ci avant de sortir circonférentiellement en périphérie (figure 1a ) ;
-
les machines axiales dans lesquelles l’écoulement reste sensiblement équidistant de l’axe dans toute la traversée de la roue mobile (figure 1c ).
Il y a une évolution constante de la forme entre ces deux familles, le stade intermédiaire étant appelé hélicocentrifuge (figure 1b ).
Les machines centrifuges se prêtent mieux à des taux de compression élevés ; les machines axiales sont capables de débits plus grands.
-
1.2 Constitution des machines à fluide compressible
Une machine à fluide compressible, quelle que soit sa forme géométrique, est constituée des éléments principaux suivants (figures 2 et 3).
-
La directrice d’entrée à plusieurs pales a pour objet de guider l’écoulement dans la direction la plus favorable pour son admission dans la roue mobile (selon les auteurs, elle peut...
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Notions fondamentales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SEDILLE (M.), RIOLLET (G.), FRIBERG (J.) - Turbomachines B0 Tome 2 : Turbomachines thermiques. - Cours du Conservatoire National des Arts et Métiers, Paris.
-
(2) - STODOLA (A.B.) - Turbines à vapeur et à gaz. - 2 vol. 1925 Paris.
-
(3) - FRIBERG (J.) - Machines hydrauliques et thermiques B1 : Conception et construction des machines. - Cours du Conservatoire National des Arts et Métiers, Paris.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Théorie générale des turbomachines.
-
Mécanique des fluides.
ANNEXES
Ouvrages
BALJE (O.E.) - Turbomachines. - 1981, éd. J. Wiley and Sons.
BIDARD (R.) - BONNIN (J.) - Énergétique et Turbomachines. - 1979, éd. Eyrolles.
ECKERT (B.) - SCHNELL (E.) - Compresseurs axiaux et centrifuges. - 1953, éd. Springer Verlag.
FRIBERG (J.) - Approche théorique et calcul pratique des diffuseurs. - 1996, éd. LAJF.
PLUVIOSE (M.) - Turbomachines hydrauliques et thermiques. Exercices commentés. - 1988, éd. Eyrolles.
JAUMOTTE (A.L.) - Description et construction des machines : Turbomachines, - éd. Presses Universitaires de Bruxelles.
JUDET DE LA COMBE (A.) - Manuel de turbomachines. Tome I : Généralités. Tome II : Technologie. - 1978, éd. Établissements Neu.
REBUFFET (P.) - Aérodynamique expérimentale. - 1945, éd. Béranger.
SÉDILLE (M.) - Turbomachines hydrauliques et thermiques. - Éd. Masson.
Tome 1 : Mécanique des fluides incompressibles. - 1966, 368 p.
Tome 2 : Pompes centrifuges et axiales. Turbines hydrauliques. - 1967, 572 p.
Tome 3 : Thermodynamique technique. - 1969, 288 p.
Tome 4 : Mécanique des fluides compressibles. - 1970, 300 p.
SÉDILLE (M.) - Ventilateurs et compresseurs centrifuges et axiaux. - Éd. Eyrolles-Masson.
Tome 1 : Aérodynamique...
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