turbomachines, pompes, turbines, éoliennes, réseaux de fluide, cavitation, caractéristiques de fonctionnement, écoulements de fluide incompressible
Informations pédagogiques
Objectif(s) de formation
A l'issue de cette formation, les étudiants doivent connaître les principes de fonctionnement des machines permettant de véhiculer un fluide qui sont utilisées dans une très large gamme d’application. Ils doivent connaître les différents éléments composant ces machines, la cinématique des écoulements et des transferts d’énergie à l’intérieur de celles-ci. A la fin de la formation les élèves sont capables de dimensionner et adapter la machine au réseau de fluide.
Objectif pédagogique
- Avoir une meilleure compréhension des différences entre une machine volumétrique et une turbomachine
- Identifier les différents types de pompes et turbines et comprendre leur fonctionnement
- Effectuer une analyse cinématique élémentaire de l'écoulement à l’intérieur et à l’extérieur des pompes et turbines
- Appliquer l'analyse dimensionnelle pour concevoir de nouvelles pompes ou des turbines qui sont géométriquement similaires à des pompes ou des turbines existantes
- Utiliser une vitesse spécifique pour la conception préliminaire et la sélection des pompes et turbines
- Avoir une meilleure compréhension de la notion de caractéristique de fonctionnement des pompes et ventilateurs
- Savoir comment adapter une pompe ou un ventilateur à un réseau
- Avoir une meilleure compréhension du phénomène de cavitation
- Avoir une meilleure compréhension des problèmes de fonctionnement des pompes et ventilateurs (cavitation, conditions d'amorçage, réglage de débit, équilibrage de réseau) et savoir comment les résoudre
- Identifier les différents types d'éoliennes et avoir une meilleure compréhension de leurs courbes de performances
Positionnement du cours dans la formation
Ce cours est un complément du cours de mécanique des fluides réel. Les compléments apportés constituent des pré-requis pour les cours de chauffage, de climatisation et d’énergétique des machines 2.
Supports de cours
- Polycopiés (support écrit et copie du support oral)
- support de cours en ligne (vidéos et exercices corrigés)
Pré-requis
Mécanique des fluides
Contenu
I- Machines volumétriques
A- Machines volumétriques rotatives - Machines volumétriques à pistons
B- Caractéristique de fonctionnement
II- Turbomachines
A- Classification
B- Cinématique et Mécanismes des échanges énergétiques
C- Théorie élémentaire des turbomachines (théorie d’Euler Rateau)
D- Travail indiqué et travail net
E- Turbomachines hydrauliques
III- Turbopompes et turbosoufflantes
A- Description des pompes centrifuges
B- Structure de l’écoulement dans la roue
C- Caractéristiques de fonctionnement
D- Pertes énergétiques - Caractéristique de fonctionnement réelle
E- Machines axiales - Particularités de l’écoulement
F- Description des ventilateurs
G- Ventilateurs centrifuges et ventilateurs axiaux
IV- Similitude des turbomachines
A- Analyse dimensionnelle - Invariants de Rateau
B- Machines en fonctionnement semblable.
C- Limitations des lois de similitude
V- Problèmes d’exploitation
A- Cavitation - Effets de la cavitation
B- Concept de charge nette à l’aspiration (NPSH)
C- Point de fonctionnement d’une pompe
D- Groupement de pompes
E- Réglage
F- Amorçage
G- Stabilité de fonctionnement
H- Réseaux hydrauliques - Notion d'équilibrage de réseau
VI- Introduction sur les turbines hydrauliques et les éoliennes
A- Turbines à réaction roue Francis
B- Turbines à réaction - roue Kaplan
C- Turbines à action - turbine Pelton
D- Classification
E- Généralités sur les éoliennes
Travail personnel demandé
Au début de chaque cours, les élèves seront capables de résumer les principales notions du cours précédent.
Travail personnel sur les supports de cours en ligne et le polycopié.
Travail des exercices, à partir des éléments donnés dans le polycopié, mais également par les supports disponibles en ligne.
Evaluations
Libellé (Français)
Libellé (Anglais)
Energétique des machines 1
Fluid machinery
Commentaires sur les modes d'évaluation
Le devoir surveillé porte sur une mise en situation d'un problème industriel
