Ventilateurs. Compresseurs - Notions fondamentales. Dimensionnement

1 - Notions fondamentales

• 1.1 - Classification
• 1.2 - Constitution des machines à fluide compressible
  Figure 1 - Roue mobile de machines centrifuge, hélicocentrifuge et axiale Figure 2 - Coupe d’une machine axiale à un étage Figure 3 - Coupes schématiques de machines centrifuges
• 1.3 - Particularités des fluides compressibles
• 1.4 - Triangle des vitesses
  Figure 4 - Triangle des vitesses : définitions
• 1.5 - Évolution des pressions dans un étage de compression
• 1.6 - Théorème d’Euler. Puissance absorbée
  Figure 5 - Évolution des pressions dans un étage de compression Figure 6 - Théorème d’Euler
• 1.7 - Puissance nécessaire à la compression
• 1.8 - Rendements
  Tableau 1
• 1.9 - Compresseurs refroidis ou non refroidis
  Figure 7 - Principe d’une machine à réfrigération externe
• 1.10 - Comparaison entre machines centrifuges et axiales
  Figure 8 - Utilisation de réfrigérants externes par pulvérisation dans le principe de la réfrigération par injection de liquide

2 - Courbes caractéristiques. Réglage et adaptation

• 2.1 - Cas des ventilateurs
  Figure 9 - Similitude dans les ventilateurs Figure 10 - Différentes formes des aubes d’une roue mobile de ventilateur Figure 11 - Courbe des invariants de Rateau pour deux ventilateurs types à aubes couchées en avant et en arrière Figure 12 - Fonctionnement d’un ventilateur seul sur un réseau Figure 13 - Fonctionnement de deux ventilateurs en parallèle Figure 14 - Fonctionnement de deux ventilateurs en série Figure 15 - Schéma d’un réseau
• 2.2 - Cas des soufflantes et compresseurs
  Figure 16 - Courbes d’isorendements d’un compresseur centrifuge monocellulaire Figure 17 - Phénomène de décollement tournant dans un compresseur axial multicellulaire Figure 18 - Phénomène du blocage sonique Figure 19 - Similitude dans les compresseurs Figure 20 - Réglage d’un compresseur par laminage à l’aspiration ou au refoulement Figure 21 - Réglage d’un compresseur par ailettes orientables (placées devant l’entrée de la roue) Figure 22 - Réglage d’un compresseur par diffuseur à ailettes orientables Figure 23 - Réglage d’un compresseur par vitesse variable

3 - Éléments de dimensionnement

• 3.1 - Généralités
  Figure 24 - Écoulement du fluide
• 3.2 - Aérodynamique des machines centrifuges
  Figure 25 - Directrice d’entrée dans une machine centrifuge Figure 26 - Roue mobile centrifuge Figure 27 - Roues mobiles centrifuges ouvertes ou fermées, à aubes radiales ou couchées en arrière Figure 28 - Triangle des vitesses à la sortie de la roue d’une machine centrifuge Figure 29 - Diffuseur et volute dans une machine centrifuge Figure 30 - Évolution de l’angle de divergence optimal en fonction du facteur de forme b / a Figure 31 - Exemple d’un compresseur d’air centrifuge : triangle des vitesses à la sortie de la roue
• 3.3 - Aérodynamique des machines axiales
  Figure 32 - Coupe et triangles des vitesses d’une machine axiale Figure 33 - Évolution des pertes en fonction du facteur de diffusion pour plusieurs nombres de Mach Figure 34 - Écart flux/profil dans le cas d’une roue de machine axiale Figure 35 - Exemple d’un ventilateur axial de voiture (caréné sans redresseur) : triangles des vitesses Figure 36 - Compresseurs axiaux subsonique et transsoniques : coupe et profil des pales Tableau 2
• 3.4 - Exemple général
  Figure 37 - Exemple d’un compresseur axial transsonique : forme des profils et triangles des vitesses au rayon extérieur Figure 38 - Schéma de l’installation de ventilation d’un banc d’essai de moteur alternatif Figure 39 - Caractéristiques surpression/débit et puissance/débit d’un ventilateur à deux ouïes et aubes couchées en arrière
• 3.5 - Résistance des rotors : pales et disques
  Figure 40 - Équilibre des forces dans un élément d’anneau tournant Figure 41 - Contraintes centrifuges dans les pales Figure 42 - Caractéristiques de quelques profils de pales Figure 43 - Projections des forces sur le rayon d’un disque de rotor d’épaisseur constante Figure 44 - Contraintes dans un disque plein ou percé au centre et non chargé en périphérie Tableau 3
• 3.6 - Vibrations des pales. Équilibrage. Vitesses critiques
  Figure 45 - Vibration de pale : grandeurs caractéristiques Figure 46 - Schémas des déformées de pale pour les trois premiers modes de vibrations Figure 47 - Efforts axiaux et radiaux dans une turbomachine Figure 48 - Équilibrage d’un mobile tournant Figure 49 - Position du centre de gravité dans le mobile tournant déformable Figure 50 - Réponse au balourd d’un mobile tournant de caractéristiques données Tableau 4