Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Lucien MEGNINT : Ingénieur des Arts et Manufactures - Ancien Adjoint au Directeur Technique de la Société Neyrpic
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Georges VERDURAND : Ingénieur des Arts et Manufactures - Ancien Directeur Technique des Ateliers Bouvier (actuellement Bouvier Hydro-Grenoble)
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Robert REY : Ingénieur des Arts et Métiers - Professeur à l'École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers – CER Paris - Cet article a été revu et augmenté par le dernier auteur.
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Lire l’articleINTRODUCTION
Sauf cas particulier, une turbine hydraulique comporte les trois organes caractéristiques des turbomachines, à savoir : un distributeur, le rotor et éventuellement un diffuseur.
Signalons cependant que si les turbines à action ne comportent pas de diffuseur, pour les turbines à réaction, par contre, le diffuseur existe toujours. Il sert à récupérer une fraction de l'énergie cinétique à la sortie de la roue et la hauteur géométrique existant entre cette sortie et le niveau aval de l'aménagement. De par sa fonction, il crée ainsi une dépression à la sortie de la roue et, pour cette raison, il est souvent appelé aspirateur ou tuyau d'aspiration.
Les différents types de turbines hydrauliques répondent à des fonctions relativement précises qui peuvent servir de base à une classification sommaire. Dinstinguons ainsi :
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les turbines Pelton adaptées aux chutes supérieures à 100 m et de puissance maximale possible de 350 MW ;
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les turbines Francis adaptées aux chutes moyennes comprises entre 20 et 900 m et de puissance maximale possible de 1 000 MW ;
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les turbines Kaplan et hélice fonctionnant sous des basses chutes, normalement inférieures à 80 m, et de puissance maximale possible de 400 MW ;
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les groupes bulbes, de type entièrement immergé, adaptés aux basses chutes également mais en moyenne plus basses que pour les turbines Kaplan (environ 20 m maximum) ;
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les groupes turbines-pompes, machines réversibles, qui équipent les centrales d'accumulation par pompage.
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Turbines Francis
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2. Turbines Pelton
La turbine Pelton, dont un exemple est donné par la figure 10, est une turbine à injection partielle et à veine libre ; sa roue tourne dans l'air. La détente de l'eau jusqu'à la pression atmosphérique est donc effectuée entièrement dans le distributeur de la machine, l'énergie étant disponible à l'entrée de la roue uniquement sous forme d'énergie cinétique, ce qui correspond à la définition d'une machine à action. Cette turbine ne comporte pas de diffuseur ; à la sortie de la roue, l'eau s'écoule librement.
2.1 Distributeur
Selon le cas, le distributeur d'une turbine Pelton est formé d'un ou de plusieurs injecteurs ; on distingue ainsi les turbines à jet unique et les turbines à jets multiples (§ 2.3 et § 2.5).
L'injecteur (figure 10) est constitué d'une tuyère appelée buse dont la section de passage est réglable par le déplacement d'un pointeau ou aiguille d'injection. Un déflecteur coiffe l'extrémité de la buse d'un nez demi-cylindrique qui enveloppe et affleure le jet sortant de l'injecteur ; ce déflecteur a pour mission de dévier brusquement le jet de la roue en cas de décharge accidentelle de la machine et d'éviter ainsi l'emballement de celle-ci.
HAUT DE PAGE2.2 Roue
La roue d'une turbine Pelton est formée d'un disque portant des augets en forme de double cuiller avec arête médiane et échancrure (figure 11).
L'axe du jet sortant d'un injecteur est tangent à la circonférence primitive (ou cercle Pelton) de la roue dont le diamètre D est, par définition,...
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Turbines Pelton
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PLUVIOSE (M.), PERILHON (C.) - Turbomachines. Description. Principes de base. - [BM 4 280] (2002).
-
(2) - PLUVIOSE (M.), PERILHON (C.) - Turbomachines. Mécanismes de la conversion d'énergie. - [BM 4 281] (2002).
-
(3) - PLUVIOSE (M.), PERILHON (C.) - Turbomachines. Thermodynamique de la conversion d'énergie. - [BM 4 282] (2003).
-
(4) - PLUVIOSE (M.), PERILHON (C.) - Turbomachines. Bilan énergétique et applications. - [BM 4 283] (2003).
-
(5) - PLUVIOSE (M.) - Similitude des turbomachines hydrauliques. - [BM 4 285] (2004).
-
(6) - EREMEEF (L.R.), REY (R.) - Turbines hydrauliques. Essais. Cavitation. - [BM 4 406] (2009).
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