Hydraulique d'une turbine à réaction

[alopex]

Hello,
J'aimerais avoir quelques explications sur les échanges d'énergie dans une turbine à réaction hydraulique donc à fluide incompressible (type Kaplan ou Francis).

- Dans le convergent d'entrée (cone axial ou bache spirale), je convertis de l'énergie potentielle en énergie cinétique au prix de pertes de charge.
- Dans les aubages fixes (diffuseur) et mobiles (turbine), la détente se répartit entre les deux (définition de la turbine à réaction). Avec une section supposée constante, la conservation de la matière impose que la vitesse ne varie pas. C'est donc que la pression diminue mais par quel mécanisme?
Le travail de la force (portance) exercée par le fluide sur les aubes devrait occasionner une baisse de l'énergie cinétique et donc de la vitesse? La conservation de la charge hydraulique (Ep+Ec) aux pertes près fait que la pression baisse et compense ainsi la baisse de vitesse.

C'est du qualitatif intuitif et si quelqu'un pouvait m'expliquer ca en termes didactiques, j'en serais très heureux... Merci et @+
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[chatelot16]

on peut simplifier l'explication de ce genre de turbine :

le distributeur fixe fait des petit jet a vitesse maximum : ca a donc converti la pression en vitesse

ces jets tapent sur des aube courbe qui les devient et les font sortir presque paralelement au deplacement de la roue

jet a vitesse V , jet devié sortant a V/2 par rapport a la roue , qui tourne a V/2 opposé = vitesse nulle donc energie cinetique nulle : toute l'energie a eté recupéré par la roue

cela impose que la roue ne soit pas pleine d'eau mais d'air : les jet remplissent la roue tres partiellement : la roue doit etre au dessus du niveau aval

la premiere turbine de ce genre etait la turbine fourneyron : distributeur fixe au centre , turbine a aube courbe en cloche autour

autre sorte turbine fontaine roue a aube courbe plate passage de l'eau presque axial

derniere sorte turbine francis : distributeur exterieur , roue a aube courbe interieur : ca parait plus difficile de faire sortir l'eau tangantiellement a vitesse opposé a la roue : mais ce n'est pas tant un probleme que ca : la roue se comporte aussi comme un rotor de pompe centrifuge : une pompe centrifuge est reversible aussi , l'effet turbine centrifuge de la turbine francis est une partie de son efficacité

inverssement la turbine fourneyron est handicapé par l'effet centrifuge

toutes ces turbine ont le meme inconvenient : elle ne donne plus rien si elle sont noyé : il faut les mettre au dessus du niveau aval : en cas de crue , meme si on a un niveau enorme elle ne donne plus rien

les turbine kaplan sont toujours completement pleine d'eau : peut importe le niveau aval , la denivelation est toujours utilisé a 100%

il y a eu des turbine francis dite pneumatique : la zone ou il y a la roue est completement etanche et une pompe a air fait la pression ou la depression qu'il faut pour que le niveau soit juste en dessous de la roue : on peut donc utilisé tout la denivelation meme si le niveau aval est variable : ca a été des amelioration de derniere heure avant que kaplan ne prenne la place