Turbomachines - Mécanisme de la conversion d'énergie

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BM4281 V2 Article de référence

Turbomachines - Mécanisme de la conversion d'énergie

Auteur(s) : Michel PLUVIOSE, Christelle PÉRILHON

Date de publication : 10 juillet 2018 | Read in english

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RÉSUMÉ

Le mécanisme de transfert d’énergie entre l’arbre de transmission et le fluide véhiculé dans une turbomachine est déduit des lois de la mécanique. L’objet principal de cet article est d’établir l’équation fondamentale des turbomachines. Cette relation exprime, en fonction des caractéristiques cinématiques, le travail échangé par un fluide en écoulement avec une roue munie d’aubes en rotation uniforme autour de l’axe de la machine. Seront donc présentés, avec l’hypothèse de stationnarité de l’écoulement, l’écoulement dans un canal fixe, l’écoulement dans un canal mobile, le couple et les efforts globaux dans un rotor, et le travail échangé entre le fluide et le rotor.

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AUTEUR(S)

  • Michel PLUVIOSE : Professeur honoraire du Conservatoire national des Arts et Métiers au CNAM, - Paris, France

  • Christelle PÉRILHON : Maître de conférences, HDR - CMGPCE, Chaire de turbomachines du CNAM, Paris, France

 INTRODUCTION

Lors de la conversion de l’énergie entre le fluide et l’arbre de transmission de puissance d’une turbomachine, objet principal de cet article, l’énergie se conserve, mais elle change de forme et se dégrade.

Toutes les présentations concernant les turbomachines supposent que l’écoulement est permanent aussi bien dans les parties fixes que dans les parties mobiles ; il n’y a actuellement pas d’autre moyen de raisonner. Cependant, il est évident que l’écoulement interne est haché lors du passage des aubes mobiles derrière des aubes fixes, et réciproquement. Cette contradiction sera discutée.

Supposant donc, en première approximation, que l’écoulement est permanent à l’intérieur d’une turbomachine. Les relations de la mécanique établies avec cette hypothèse sont donc applicables. L’objet principal de cet article est d’établir l’équation fondamentale des turbomachines, due à Euler, à partir du théorème du moment des quantités de mouvement issu de la mécanique.

Cet article prend place dans une série consacrée aux turbomachines :

  • Turbomachines – Description et principes de base [BM4280]  ;

  • Turbomachines – Thermodynamique de la conversion d’énergie  [BM4282]  ;

  • Turbomachines – Bilan énergétique et applications  [BM4283] .

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MOTS-CLÉS

écoulement   |   Coriolis   |   Euler   |   énergie mécanique

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)

https://doi.org/10.51257/a-v2-bm4281

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