Hydraulique - Capsules théoriques
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Plan du module
Des aspects socio-économiques de l'hydroélectricité à la technique
Introduction
Introduction à l'hydraulique et à l'hydroélectricité
Les caractéristiques de l'hydroélectricité
L'hydroélectricité dans le portefeuille énergétique mondial
Efficacité énergétique et environnementale
Le contexte d'affaire en hydroélectricité
Brève initiation technique au monde de l'hydraulique
Les types d'installation
Les types de turbine hydraulique
Pour une compréhension intuitive du fonctionnement d'une turbine hydraulique
Rôle hydraulique des composantes de la turbine
Introduction
La conduite forcée
La bâche spirale
L'avant-distributeur et les avant-directrices
Le distributeur et les directrices
La roue
L'aspirateur
Hydraulique 101 pour les turbines
Les équations de base pour les turbines hydrauliques
Introduction
Continuité - conservation de la masse
Équation de la conservation de la quantité de mouvement ou équation de Newton(1687)
L'hydrostatique et l'équilibre des forces dans un champ d'accélération
La relation d'Euler
L'équation de Bernoulli - conservation de l'énergie
Définitions et relations importantes sur l'énergie et la puissance hydraulique
Les lois de similitudes
Les lois de similitude - Utilité et définition
Application de la similitude mécanique à l'équation de Newton
Application de la similitude mécanique à l'équation de Bernoulli
Application de la similitude mécanique à un écoulement visqueux
Similitude complète : les conditions
Similitude partielle pour les machines hydrauliques
Les nombres utilisés pour caractériser la similitude
Introduction
La vitesse spécifique
Le système n11 Q11
Le système CEI60193 ned Qed
Le système de l'EPFL
Les collines de rendement, un outil de sélection
Conclusion
L'effet d'échelle
Introduction
Les 2 types de perte
Le traitement des pertes par le CEI60193
Autres méthodes pour calculer l'effet d'échelle
Conclusion
Cavitation - La théorie
Introduction
Cavitation - Un phénomène à expliquer
Impact de la cavitation sur le comportement des turbines
Conclusion
Les manifestations de la cavitation dans une turbine hydraulique
Introduction
La cavitation de sortie extrados
La cavitation d'entrée extrados
La cavitation d'entrée intrados
La torche
Les vortex de charge partielle
Les tourbillons de Von Karman
La cavitation marginale
Les matériaux anti-cavitation
Comparaison des différents matériaux
L'opération de la turbine : de la colline aux transitoires
Introduction
Une vision statique du fonctionnement : la lecture de la colline
Le démarrage de la turbine
Opération en mode production et l'interaction avec le réseau
L'arrêt normal
L'effet d'une variation d'ouverture sur les conditions hydrauliques - Cas 1, le coup de bélier de masse
Effet de la compressibilité de l'eau - Cas 2, le coup de bélier acoustique
Bilan par comparaison des résultats des différents modèles de simulation de coup de bélier
Calcul d'un transitoire sur un groupe turbine alternateur avec la méthode d'Allievi
Les garanties de performance hydraulique
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