Crédits
Turbines hydrauliques - Méthodes et outils
© Michel Sabourin 2018-2023
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Conceptions géométriques
Dimensionnement hydraulique
Le diamètre de la roue
Coupe d'un groupe turbine-alternateur (Churchill Falls)
©GE dessiné à la main par M. Blanchet il y a plus de 40 ans.
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La cavitation au point critique
© Michel Sabourin 2023
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Formulation avec les nombres de similitude et détermination d'un facteur de sécurité
© Michel Sabourin 2023
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Le nombre de cavitation: définition et effet macroscopique sur le comportement de la turbine
© Michel Sabourin 2018-2023
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Une diminution de hs (ou augmentation de l'enfoncement) réduit la cavitaton mais augmente les coûts du civil.
adapté de Franc J.P., et al., La cavitation – Mécanismes physiques et aspects industriels, Presses universitaires de Grenoble,1995. p. 344.
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Le système de l'EPFL \(\varphi -\psi\)
© Michel Sabourin 2020-2023
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Système EPFL \(\varphi-\psi\)
Observation de la cavitation dans le laboratoire hydraulique virtuel
Détermination du diamètre - Étude de cas
© Michel Sabourin 2023
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Puissance et rendement
© Michel Sabourin 2020-2022
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Génération de profil 2D
© Michel Sabourin 2018-2022
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Démarrage rapide
© Michel Sabourin 2018-2022
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Générer des profils hydrauliques en deux dimensions - Théorie
© Michel Sabourin 2018
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Générer des profils hydrauliques en deux dimensions - Méthodes
© Michel Sabourin 2018
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Génération d'un profil 2D avec FreeCAD
Génération d'un profil 2D avec Scilab
Différentes possibilités de la courbe en oignon
Le modèle polynomial montre beaucoup de flexibilité
À cause de la courbure au bord d'attaque la définition régulière en x n'est pas satisfaisante
© Michel Sabourin 2018
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La distribution régulière en abscisse curviligne améliore la définition du profil
© Michel Sabourin 2018
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Étude du squelette d'un profil en 2D
Le squelette permet de visualiser la déviation potentielle du fluide par le profil
Réalisation du profil hydraulique des aubes 3D de turbomachine
La relation d'Euler
© Michel Sabourin 2020-2023
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Leonhard Euler a présenté les équations qui décrivent le fonctionnement des machines hydrauliques à réaction.
© Michel Sabourin 2017
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Les deuxième et troisième lois de Newton
© Michel Sabourin 2019-2021
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Bijection entre le tracé 3D et les définitions 2D des plans méridien et de la cascade
© Michel Sabourin 2021
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Démarrage rapide
© Michel Sabourin 2021-2022
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Analyse théorique
© Michel Sabourin 2021-2022
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Les transformations du domaine 3D vers les plans virtuels 2D
© Michel Sabourin 2021-2022
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Bijection entre le tracé 3D et les définitions 2D des plans méridien et de la cascade
© Michel Sabourin 2021
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Les transformations inverses des deux domaines 2D vers le domaine 3D
© Michel Sabourin 2021-2022
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Réassignation de la longueur de corde pour obtenir une épaisseur non nulle au bord de fuite
© Michel Sabourin 2020
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Formulation numérique
© Michel Sabourin 2021-2022
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Formulation numérique de la transformation de 3D aux deux plans conformes 2D
© Michel Sabourin 2021-2022
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Formulation numérique inverse des deux plans conformes 2D vers la représentation dans le domaine 3D
© Michel Sabourin 2021-2022
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Exemple de représentation paramétrique du contour d'un aubage dans le plan méridien
©Michel Sabourin 2021
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Bijection entre le tracé 3D et les définitions 2D des plans méridien et de la cascade
© Michel Sabourin 2021
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Réassignation de la longueur de corde pour obtenir une épaisseur non nulle au bord de fuite
© Michel Sabourin 2020
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Manuel d'utilisation
© Michel Sabourin 2021-2022
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Contribution au calcul de la poussée axiale
Configuration des parties supérieures et influence sur la poussée axiale
© Michel Sabourin 2018-2022
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Champ de pression généré par un tourbillon forcé
© Michel Sabourin 2018-2023
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Force axiale sur un disque par un tourbillon forcé
© Michel Sabourin 2020
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Champ de pression généré par un tourbillon libre
© Michel Sabourin 2018-2022
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Tourbillon libre entre deux disques avec vitesse imposée au diamètre intéreur
© Michel Sabourin 2022
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Tourbillon libre entre deux disques avec vitesse imposée au diamètre intéreur
© Michel Sabourin 2022
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Avec une même pression au diamètre intérieur, comparaison de la pression selon le type de tourbillon
© Michel Sabourin 2022-2023
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Calcul par volume de contrôle ou CFD
Papillon B., St-Hilaire A., Lindstrom M., Sabourin M., Analysis of Francis turbines head cover pressure and flow behavior inside runner cone, HydroVision 2004, Montréal, Québec, Canada
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Configuration 3 : retour de la fuite par les trous d'équilibrage dans le plafond de la roue
© Michel Sabourin 2018
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Cône à aillette
Papillon B., St-Hilaire A., Lindstrom M., Sabourin M., "Analysis of Francis turbines head cover pressure an flow behavior inside runner cone", HydroVision 2004, Montréal.
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Outils de simulation numérique
Méthodes d'interpolation sur une colline
Méthodes d'interpolation sur une colline
© Michel Sabourin 2019
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Une vision statique du fonctionnement : la lecture de la colline
© Michel Sabourin 2018-2022
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Les 4 quadrants du fonctionnement d'une turbine
© Michel Sabourin 2018 adapté de CEI60193 page 460
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La position des directrices se caractérise par un des deux chiffes suivants : l'angle ou l'ouverture
CEI60193 :1999 page 22 figure 2.
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Calcul d'un transitoire de turbine avec un tableur
Démarrage rapide
© Michel Sabourin 2019
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Calcul simplifié d'un transitoire de turbine avec un tableur
© Michel Sabourin 2019
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Le traitement des pertes par le CEI60193
© Michel Sabourin 2018-2023
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