Fluctuations de pression
Turbines hydrauliques - Essais - Cavitation

Les fluctuations de pression sont naturellement présentes dans une machine hydraulique à un degré plus ou moins élevé suivant la charge. Elles sont dues pour l'essentiel à la nature diphasique de l'écoulement. Les torches cavitantes de forte charge et de charge partielle peuvent provoquer une résonance du circuit hydraulique et de l'alternateur si on n'y prend garde. Pour cette raison, on procède à des essais détaillés sur modèle réduit pour connaître la fréquence de la torche et de ses harmoniques. Typiquement, le fondamental se situe entre 0,2 à 0,3 fois la fréquence de rotation de la roue.

Les fluctuations de pression mesurées ne sont pas seulement des caractéristiques du modèle essayé, mais aussi des caractéristiques de la plate-forme comme : la longueur des conduites de la boucle d'essai et leur rugosité, la quantité d'air dissous, le comportement dynamique des parties tournantes, le nombre de Reynolds ou le nombre de Froude, etc. Des essais sont quand même réalisés au sigma d'installation pour obtenir des informations sur :

• l'amplitude crête à crête des fluctuations de pression du spectre d'enregistrement ;

• la nature périodique ou non de ces fluctuations de pression ;

• les fréquences dominantes par analyse harmonique du signal ;

• l'influence d'une injection d'air sur les fluctuations de pression;

• le niveau de fluctuations obtenues en comparaison avec d'autres modèles de même vitesse spécifique.

Sur le plan pratique le cône de l'aspirateur du modèle réduit est équipé en général de quatre prises de pression situées côté rive droite, côté rive gauche, côté amont et côté aval. La conduite d'amenée dispose de 1 à 3 capteurs de pression dont un est situé à l'entrée de la bâche. Tous les signaux sont traités dans le domaine de fréquences sur un analyseur de spectre. Les figures  et sont des exemples du traitement des mesures effectuées sur le capteur rive gauche dans le cône de l'aspirateur et sur le capteur entrée bâche pour la chute de 174 m (n₁₁ ≥ 53,9 tr/min). Les résultats sont présentés dans un repère sans dimension (f/n,Q_nD /Q_nDref ). Les fréquences caractéristiques des fluctuations de pression f sont ramenées à la fréquence de rotation de la roue n. Le...