Turbines hydrauliques - Capsules théoriques

Sur la figure suivante on présente une cartographie des performances de la turbine avec la localisation des zones de fonctionnement affectées par la cavitation. Les abscisses et ordonnées du graphique sont normalisées par rapport à la position du sommet de rendement. Les différentes zones illustrées sont expliquées dans les sections suivantes.

Lors de l'essai sur modèle^[1], on observe la cavitation par le cône de l'aspirateur, on voit voit ainsi la sortie de la roue par en dessous. Les images sont synchronisées avec la rotation. Parfois, leur déphasage donne l'impression que la roue tourne à l'envers. En général les différents types de cavitation encadrent le sommet de rendement où typiquement il n'y a rien à signaler.

Pour un point de fonctionnement la cavitation de sortie apparaît lorsqu'on diminue le sigma. Lors d'une prise de charge, on fait varier l'ouverture des directrices en gardant constant le sigma pour qu'il soit celui de l'installation industrielle. Les différentes prises de charge représentent des fonctionnements sous différentes chutes. Les cavitations d'entrée intrados et extrados dépendent de l'incidence au bord d'attaque et de la forme de celui-ci. Elle est difficile à observer directement car cachée par les aubes. La zone sans torche existe quand la vitesse tangentielle de l'écoulement est faible à la sortie de la roue et sa détermination précise reste liée au nombre de cavitation. Les vortex inter-aubes s'installent aux faibles charges et interagissent avec la torche de charge partielle. Les iso-rendements sont donnés à titre indicatif et l'emballement représente un fonctionnement au rendement nul.