La torche
La torche est une structure de vapeur importante qui se produit sous la roue et s'étend jusque dans l'aspirateur. Elle est crée par la rotation résiduelle du fluide sous la roue lorsque l'opération s'éloigne du point de meilleur rendement. Les forces centrifuges impliquées créent alors la torche. On l'observe facilement lors de l'essai modèle en regardant à travers le cône de l'aspirateur qui est transparent. C'est un phénomène moins présent sur les machines à double réglage, il affecte surtout les Francis et les hélices.
Il y a deux types de torche : celle de pleine charge qu'on trouve aux puissances supérieures à celle du sommet de rendement et celle de charge partielle sous la puissance du cœur.
Au sommet de rendement, la vitesse tangentielle est pratiquement nulle, la torche disparaît. Voir la figure suivante identifiée 8/10.
Aux fortes charges, l'écoulement tourne dans le sens contraire de la roue. La torche est bien centrée et pulse de haut en bas. Voir 10/10.
Aux faibles charges, l'écoulement tourne dans le sens de la roue. La torche est en tire bouchon, s'éloigne du centre dans sa partie basse et vient lécher les parois du cône aspirateur créant ainsi des chargements dynamiques radiaux. La fréquence de rotation de cette torche est d'environ 25 à 33% de la vitesse de rotation mais elle n'est ni stable ni réglée. Voir 6/10.
On peut atténuer les effets de bruits en admettant de l'air par la pointe de roue. Cet air ajoute de l'élasticité à la structure gazeuse qui amortie les implosions.
La torche ne cause pas d'usure mais elle est la source d'instabilités qui peuvent créer des fluctuations de charge et rendre l'exploitation impossible dans certaine conditions hydrauliques.
Les sollicitations qu'elle cause peuvent par fatigue entraîner des défaillances mécaniques.
Sur la figure suivante, on voit des photographies de la torche sous différents régimes exprimés en fraction de la pleine charge.
La torche peut présenter de très grands volumes qui s'étalent axialement. Pour les observer avec plus de précision, la condition de Froude pour l'essai est nécessaire. Autrement, les pressions locales n'étant pas en similitude avec le prototype, les volumes obtenus ne seront pas homologues.
