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RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux turbines centripètes fonctionnant avec des fluides compressibles, avec notamment leurs principes fondamentaux et les techniques utilisées. Après quelques généralités sur les turbomachines et l’historique ayant conduit à l’émergence des turbines centripètes, il décrit les différentes distributions possibles des turbines centripètes (à volute, à aubes à calage variable, à injection partielle). Sont ensuite présentées toutes les relations thermodynamiques utiles à ces turbomachines, puis les lois de la mécanique des fluides régissant leur fonctionnement.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Marcel FRELIN : Sous-directeur de Laboratoire honoraire au Conservatoire National des Arts et Métiers
-
Michel TOUSSAINT : Ingénieur de recherches au Conservatoire National des Arts et Métiers
INTRODUCTION
Le développement des turbines centripètes, fonctionnant avec des fluides compressibles, est lié à la part importante prise, aujourd’hui, par la suralimentation des moteurs à combustion interne.
Ce dossier, composé de deux parties, [BM 4 570] et , a pour but de décrire le fonctionnement et l’étude générale de ces turbines centripètes. Après avoir précisé le fonctionnement et diverses techniques utilisées, il est rappelé, dans cette première partie, les principes fondamentaux des turbomachines, principes spécifiques et nécessaires à l’étude de ces petites turbines centripètes.
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4. Mécanique des fluides
4.1 Cinématique de l’écoulement
Pour étudier le comportement du fluide dans la volute et le distributeur, on travaillera en coordonnées cylindriques, dans le repère précisé sur la figure 13.
On désignera par :
-
g le repère lié au stator que nous supposerons toujours galiléen ;
-
M un point lié à une particule fluide et repéré par :
D’autre part, pour simplifier les écritures on posera :
Dans ce repère les composantes de la vitesse sont :
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