Énergie et turbines hydrauliques - Capsules théoriques
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Plan du module
Introduction
Des aspects socio-économiques de l'hydroélectricité à la technique
Introduction
Hydraulique et hydroélectricité - Mise en oeuvre
Introduction
Aménagement typique d'une centrale hydroélectrique
Les caractéristiques de l'hydroélectricité
L'hydroélectricité dans le portefeuille énergétique mondial
Le contexte d'affaire en hydroélectricité
Hydraulique et hydroélectricité - Les enjeux du développement durable
Introduction
Efficacité énergétique et environnementale
Le taux de retour énergétique
La production de gaz à effet de serre
Dangers et risques comparés des sources d'énergies
Emprises sur la biosphère
Consommation de matériaux
Conclusion
Brève initiation technique au monde de l'hydraulique
Introduction
Les types d'installation
Les types de turbine hydraulique
Pour une compréhension intuitive du fonctionnement d'une turbine hydraulique
Comparaisons entre les types de turbine
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 de base pour les turbines
Introduction
Mécanique des fluides et définitions
Les équations de base pour les turbines hydrauliques
Introduction
Continuité - conservation de la masse
L'hydrostatique et l'équilibre des forces dans un champ d'accélération
Équation de la conservation de la quantité de mouvement ou équation de Newton(1687)
La relation d'Euler
L'équation de Bernoulli - conservation de l'énergie
Le cheminement de l'énergie hydraulique dans une installation hydroélectrique
Définitions importantes
Énergie locale et aux bornes
Puissance et rendement
Les lois de similitude et de transposition
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 types de perte
Le traitement des pertes par le CEI60193
Autres méthodes pour calculer l'effet d'échelle
Conclusion
La cavitation
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
Observation de la cavitation dans le laboratoire hydraulique virtuel
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 stationnaire aux transitoires
Introduction
Le comportement de la turbine en régime stationnaire
Une vision statique du fonctionnement : la lecture de la colline
Les garanties de performance hydraulique
L'opération normale de la turbine
Le démarrage de la turbine
Opération en mode production et l'interaction avec le réseau
L'arrêt normal
L'opération et le comportement de la turbine en régime transitoire
Introduction
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
Hydraulique contemporaine
Introduction
La similitude des comportements mécaniques
Introduction
La similitude en déformation
La similitude en vibration
Les solutions environnementales
Introduction
L'amélioration des performances
Réduction des lubrifiants minéraux
Les turbines ichtyophiles
Augmentation de l'oxygène dissout
Conclusion
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