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Quels sont les forces sur une turbine de pompe?



  1. #1
    EspritTordu

    Quels sont les forces sur une turbine de pompe?


    ------

    Bonjour,

    Voilà une turbine dont les pales sont plates et radiales. La roue est fixée sur un axe, tournant dans un bâti doté seulement de deux orifices, un d'entré, et un autre de sortie du fluide.

    Le fluide d'entrée exerce une force F sur un pale.

    Quelle est la force sur l'axe et donc le bati? Est-elle nulle?


    Merci d'avance.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    simbis

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    les forces en présence et appliquées sur le bati:
    -le poids de la pompe et du moteur
    -le couple de torsion du moteur
    -la poussée axiale sur la turbine qui dépend du point de fonctionnement: la turbine est soumise a la pression du liquide sur ses deux faces mais il y a des différences: aspiration au niveau de l'entrée et pression maximale sur le dos de la turbine.
    -et le plus grave auquel on ne pense jamais au début: les contraintes dues aux tuyauteries (et eventuellement le poids de la personne qui a va monter sur la pompe pour acceder a autre chose).

  4. #3
    Jeanpaul

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Bonjour,

    Voilà une turbine dont les pales sont plates et radiales. La roue est fixée sur un axe, tournant dans un bâti doté seulement de deux orifices, un d'entré, et un autre de sortie du fluide.
    Le plus simple est de regarder les choses globalement et de raisonner sur la quantité de mouvement du fluide entrant pendant le temps t, soit d*t*v1 où d est le débit (en kg/s) et la quantité de mouvement sortante d*t*v2. (C'est évidemment le même débit). (V1 et v2 sont des vecteurs).
    La variation de quantité de mouvement d*t*(v2-V1) est égale au produit F*t où F est la force que la pompe exerce sur le fluide. Le fluide exercera la force opposée.
    Si on regarde la géométrie, il faut voir que chaque coude va induire une force, ça peut être compliqué.
    On peut calculer le couple de même en utilisant le moment cinétique.

  5. #4
    simbis

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    Citation Envoyé par Jeanpaul Voir le message
    Le plus simple est de regarder les choses globalement et de raisonner sur la quantité de mouvement du fluide entrant pendant le temps t, soit d*t*v1 où d est le débit (en kg/s) et la quantité de mouvement sortante d*t*v2. (C'est évidemment le même débit). (V1 et v2 sont des vecteurs).
    La variation de quantité de mouvement d*t*(v2-V1) est égale au produit F*t où F est la force que la pompe exerce sur le fluide. Le fluide exercera la force opposée.
    Si on regarde la géométrie, il faut voir que chaque coude va induire une force, ça peut être compliqué.
    On peut calculer le couple de même en utilisant le moment cinétique.
    On parle des forces qui s'appliquent sur le bati c'est donc un pb de RDM
    moi je calcule le couple a partir du couple nominal du moteur et je multiplie par 5 pour le couple de démarrage.
    Tous les beaux calculs théoriques ne valent rien face aux vrais pbs de terrain: si le tuyauteur foire ses cotes les contraintes dues aux tuyauteries sont énormes.

  6. #5
    EspritTordu

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    C'est-à-dire qu'au niveau de l'axe on a qu'un couple n'est-ce pas?

    Qu'est-ce que cette poussée axiale? Il n'y a pas de poussée radiale?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Jeanpaul

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    Il y a forcément un couple sur l'axe pour fournir de l'énergie. Il peut aussi y avoir des efforts radiaux (selon le rayon) qu s'exercent sur les roulements à billes de la turbine et ça va dépendre de la géométrie de la pompe et de la façon dont le fluide arrive et repart. Pas simple en général.

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  10. #7
    simbis

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    C'est-à-dire qu'au niveau de l'axe on a qu'un couple n'est-ce pas?

    Qu'est-ce que cette poussée axiale? Il n'y a pas de poussée radiale?
    la poussée axiale apparaît importante en cas de très faible débit (vanne de refoulement fermée), donc de pression élevée (voir la courbe caractéristique de votre pompe) elle a tendance a tirer la turbine vers la tuyauterie d'aspiration et les roulements souffrent. Sur les pompes d'une certaine dimension on place des aubes de décharge sur l'arrière de la turbine; cela diminue la poussée axiale et contribue a réduire la pression sur l'étanchéité de passage d'arbre donc le débit de fuite

  11. #8
    EspritTordu

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    Citation Envoyé par Jeanpaul Voir le message
    Il y a forcément un couple sur l'axe pour fournir de l'énergie. Il peut aussi y avoir des efforts radiaux (selon le rayon) qu s'exercent sur les roulements à billes de la turbine et ça va dépendre de la géométrie de la pompe et de la façon dont le fluide arrive et repart. Pas simple en général.
    C'est-à-dire quelle géométrie peut-elle générer une poussée radiale de l'engin ?

  12. #9
    Jeanpaul

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    C'est-à-dire quelle géométrie peut-elle générer une poussée radiale de l'engin ?
    Par exemple si le liquide arrive par l'axe et repart sur un côté, il faut bien que quelque chose le pousse sur le côté et ça fait une poussée axiale. Souvent le cas.

  13. #10
    EspritTordu

    Re : Quels sont les forces sur une turbine de pompe?

    J'aimerais résumer les choses SVP

    Si ma pompe est dans le vide et libre, qu'elle est mise en rotation par un jet tangentiel sur les pâles, ce fluide parcourt la turbopompe et est refoulé suivant une trajectoire parallèle à celle de l'entrée du fluide, une poussée radiale, portée par le même axe que ces trajectoires, naitra non pas à cause de la différence de pression entre l'entrée et la sortie? Ne doit-on pas aussi ajouter sur l'axe de la pompe, l'effort des forces de centrifuge induites sur le carter (relié à l'axe)?

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