Robert REY

Comment effectuer les grands choix intervenant dans la conception de la roue d’une pompe à hélice ? Les propriétés principales des profils aérodynamiques isolés, les notions de grille d’aubes planes, ainsi que les lois de déflexion et de pertes sont des données indispensables à cette approche.

Apprenez comment déterminer les éléments dimensionnant une pompe hélice devant répondre à un cahier des charges. Calcul des grilles rotoriques et satoriques, distribution de travail radial, paramètres d’optimisation, autant d’étapes nécessaires pour aboutir au dimensionnement final d’une machine axiale.

Existe-il des critères basés sur le calcul pour déterminer le dimensionnement d’une roue de pompe centrifuge ? Ce choix est la plupart du temps encore empirique et guidé par des considérations comme la régularité de l’écoulement, la recherche d’un encombrement réduit ou l’optimisation des performances.

Représenter l’écoulement dans une turbomachine est complexe : pertes, rendements, stabilités, triangle des vitesses. Le recours à une théorie simplifiée permet d’aborder avec justesse leur fonctionnement. Cette approche peut toutefois s’avérer insuffisante pour expliquer certains aspects techniques.

Les pompes rotodynamiques, regroupant les pompes centrifuges, héliocentrifuges et hélices, sont classées en fonction de leur type de roue, du mode d’utilisation, des propriétés du fluide véhiculé. Ces particularités leur confèrent formes, encombrements et niveaux technologiques très variés.

La cavitation est un phénomène instable se produisant dans les écoulements et résultant du mélange liquide/vapeur. Ses conséquences sont toutes indésirables : érosion, bruit, perturbation. Comment caractériser et évaluer cette cavitation dans les pompes rotodynamiques afin d’en réduire les effets ?

L'écoulement dans les turbomachines est généralement tridimensionnel, instationnaire, visqueux et turbulent. Cet article est dédié au support théorique et à la simulation numérique des écoulements tridimensionnels. Sont rappelées tout d’abord les équations régissant l'écoulement des fluides parfaits et leurs conditions d'application. La modélisation quasi-tridimensionnelle est abordée pour les fluides parfaits. Cela conduit à proposer une modélisation en fluide réel. Enfin, le dernier paragraphe est consacré aux équations de Reynolds instationnaires et aux modèles visqueux nécessaires à la fermeture des équations de la simulation numérique. De nombreux exemples illustrent cette dernière partie.

Cet article décrit les propriétés constructives, les principales performances ainsi que les avantages et inconvénients des différents principes de pompes volumétriques destinées au pompage des liquides. Sont analysées successivement les pompes rotatives (pompes à engrenages, à palettes, à vis, à lobes...) puis les pompes alternatives (pompes à pistons, à membrane...).

Les différentes turbines hydrauliques répondent à des fonctions différentes pouvant servir de base à une classification. Ainsi, les turbines Pelton sont adaptées aux chutes supérieures à 100 m, avec une puissance maximale de 350 MW. Les turbines Francis sont adaptées aux chutes moyennes entre 20 et 900 m, avec une puissance maximale de 1 000 MW. Les turbines Kaplan et hélice fonctionnent sous des basses chutes, inférieures à 80 m, avec une puissance maximale de 400 MW. Les groupes bulbes, sont adaptés aux basses chutes mais en moyenne plus basses que pour les turbines Kaplan et les groupes turbines-pompes équipent les centrales d'accumulation par pompage.