Etude par vélocimétrie par images de particules des interactions roue-diffuseur dans une pompe centrifuge PDF Download
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Book Description
L'amélioration des performances d'une pompe centrifuge passe par une meilleure connaissance des écoulements instationnaires, particulièrement associés aux interactions de type roue-diffuseur. Ces instationnarités affectent les performances aérodynamiques, vibratoires et mécaniques des divers composants de la turbomachine. Des publications scientifiques récentes montrent tout l'intérêt de pouvoir mesurer des cartes de vitesses instantanées dans les pompes centrifuges. la Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) est actuellement la seule technique de mesure qui fournit ce type de données. Cette thèse apporte une contribution scientifique originale basée sur la mesure des cartes de vitesses instantanées en sortie d'une pompe centrigue, en air, et pour trois configurations différentes : un diffuseur lisse puis deux diffuseurs aubés. Les mesures sont effectuées pour plusieurs débits et plusieurs sondages en sortie de roue dans la direction plafond ceinture. Des confrontations aux informations obtenues à l'aide d'autres techniques expérimentales telle que la Vélocimétrie Laser Doppler montrent bien les apports complémentaires des deux techniques. Par ailleurs, des premières confrontations à des résultats numériques sont proposées et discutées.
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L'amélioration des performances d'une pompe centrifuge passe par une meilleure connaissance des écoulements instationnaires, particulièrement associés aux interactions de type roue-diffuseur. Ces instationnarités affectent les performances aérodynamiques, vibratoires et mécaniques des divers composants de la turbomachine. Des publications scientifiques récentes montrent tout l'intérêt de pouvoir mesurer des cartes de vitesses instantanées dans les pompes centrifuges. la Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) est actuellement la seule technique de mesure qui fournit ce type de données. Cette thèse apporte une contribution scientifique originale basée sur la mesure des cartes de vitesses instantanées en sortie d'une pompe centrigue, en air, et pour trois configurations différentes : un diffuseur lisse puis deux diffuseurs aubés. Les mesures sont effectuées pour plusieurs débits et plusieurs sondages en sortie de roue dans la direction plafond ceinture. Des confrontations aux informations obtenues à l'aide d'autres techniques expérimentales telle que la Vélocimétrie Laser Doppler montrent bien les apports complémentaires des deux techniques. Par ailleurs, des premières confrontations à des résultats numériques sont proposées et discutées.
Author: Abdul Rahman Akhras Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 202
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L'objectif de l'étude est d'obtenir une meilleure connaissance des phénomènes instationnaires liés à l'interaction roue-diffuseur. Les champs de vitesse obtenus expérimentalement par ALD ont été comparés à ceux déduits de la modélisation numérique. Les sondages réalisés en fonction de la position angulaire de la roue et sur un pas du diffuseur ont permis d'étudier l'interaction des deux rangées d'aubes. L'analyse et l'interprétation de ces mesures ont été facilitées par la programmation et la création d'animations qui reconstituent l'évolution temporelle et spatiale du champ de vitesse. L'étude montre l'effet de la proximité du diffuseur aubé sur l'écoulement dans la roue pour différentes conditions de fonctionnement. Les résultats indiquent clairement l'existence d'une interaction roue-diffuseur, l'instationnarité de l'écoulement est influencée par le débit traversant la machine. Au point nominal de la roue, l'effet du diffuseur se manifeste sur le débit local dans les canaux de la roue, tandis que le travail local de celle-ci semble être inchangé. Quant à l'effet de la roue sur le diffuseur, il se traduit par un écoulement périodique à l'entrée du col du diffuseur; dans cette zone le fluide attaque le diffuseur avec une incidence variable qui reste toutefois négative. L'incidence est nulle au débit de meilleur rendement de la machine, l'entrée du diffuseur est abordé par un écoulement homogène où disparaît le sillage dû à la roue. A faible débit, le fluide attaque le diffuseur avec une incidence positive qui est l'origine de l'apparition d'un écoulement de recirculation. Deux zones de recirculation apparaissent sur les flasques à la hauteur du bord d'attaque du diffuseur. L'étendue de ces zones dépend à la fois du débit et de la position relative des deux rangées d'aubes. Ce comportement de l'écoulement est partiellement retrouvé par la modélisation numérique.
Author: MAHMOUD.. EL HAJEM Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 179
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LORS DU FONCTIONNEMENT D'UNE POMPE CENTRIFUGE A DEBIT PARTIEL, ON OBSERVE UNE DEGRADATION DES PERFORMANCES DUE AUX ECOULEMENTS SECONDAIRES, A L'APPARITION DE RECIRCULATION EN ENTREE ET EN SORTIE DE ROUE, AINSI QU'A L'INTERACTION ENTRE LA ROUE ET LES ELEMENTS SITUES A L'AVAL DE CELLE-CI. DES EXPLORATIONS DE L'ECOULEMENT ONT ETE EFFECTUEES AU MOYEN D'UNE SONDE DIRECTIONNELLE EN AMONT ET EN AVAL DE LA ROUE. ELLES ONT PERMIS, EN ENTREE, DE DETERMINER LE CHAMP HYDRODYNAMIQUE APRES L'APPARITION DE LA RECIRCULATION, DE METTRE EN EVIDENCE DES ZONES DE FAIBLE PRESSION PROPICES A L'APPARITION DE LA CAVITATION DE RECIRCULATION ET D'EXPLIQUER LES INSTABILITES QUI EN RESULTENT. EN SORTIE DE ROUE, CES EXPLORATIONS ONT PERMIS DE DETERMINER LA REPARTITION CIRCONFERENTIELLE DES CHAMPS DE VITESSE ET DE PRESSION ET D'EN DEDUIRE L'ASYMETRIE DE L'ECOULEMENT POUR DES DEBITS AUTRES QUE LE DEBIT D'ADAPTATION. CETTE ASYMETRIE EST SANS AUCUN DOUTE A RATTACHER A LA PRESENCE DU DIFFUSEUR AUBE, L'EFFET DE LA VOLUTE ETANT QUANT A LUI MOINS MARQUE. PAR AILLEURS, L'ANALYSE DU CHAMP DES VITESSES PAR ANEMOMETRIE LASER RELEVE DANS LES CANAUX INTERAUBES DE LA ROUE A REVELE LA FORMATION, AU SEIN DE L'ECOULEMENT, D'UNE STRUCTURE JET-SILLAGE QUI EVOLUE EN FONCTION DU DEBIT. ENFIN, UNE ANALYSE DES PERTES HYDRAULIQUES A ETE EFFECTUEE A PARTIR DES RESULTATS DE SONDAGES A L'ENTREE ET EN SORTIE DE ROUE ; SEULE LA CORRELATION DE LIEBLEIN A DONNE DES RESULTATS SATISFAISANTS A CONDITION DE TENIR COMPTE DE L'EFFET DE LA ROTATION.
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CETTE THESE CONSTITUE UNE CONTRIBUTION AUX TRAVAUX DE RECHERCHE VISANT A REDUIRE LE BRUIT HYDRAULIQUE DES TURBOMACHINES, ET EN PARTICULIER, CELUI DES POMPES CENTRIFUGES. LE SUPPORT EXPERIMENTAL DE CES TRAVAUX EST UNE POMPE CENTRIFUGE DE CONCEPTION STANDARD, RECONNUE LORS D'ETUDES ANTERIEURES, COMME LA PLUS SILENCIEUSE PARMI D'AUTRES POMPES MOINS CONVENTIONNELLES. UNE ANALYSE DETAILLEE DES FLUCTUATIONS DE PRESSION A L'INTERIEUR DE LA POMPE (SUR LES AUBAGES DE LA ROUE ET DANS LA VOLUTE) AINSI QUE DANS SES CONDUITES DE LIAISON, PERMET D'APPORTER UNE AIDE QUANT A LA CARACTERISATION DE LA POMPE EN TANT QUE SOURCE D'EMISSION SONORE. ELLE MET EN EVIDENCE LES MECANISMES DE GENERATION ET DE PROPAGATION DU BRUIT LIES AUX INTERACTIONS DES AUBAGES DU ROTOR AVEC LE BEC DE LA VOLUTE. LA CONTRIBUTION DANS LE BRUIT GLOBAL ET A LA FREQUENCE DE PASSAGE DES AUBES, DES SOURCES DE TYPE DIPOLAIRES, CONSTITUEES PAR LES FLUCTUATIONS DE FORCE SUR LES AUBES, S'AVERE FAIBLE DANS LE CIRCUIT. EN REVANCHE, LA PART DES PULSATIONS DES SOURCES MONOPOLAIRES DE DEBIT EN MASSE EST PREDOMINANTE, A CETTE MEME FREQUENCE. PAR AILLEURS, UN SYSTEME D'ONDES STATIONNAIRES PLUS OU MOINS COMPLEXES, S'ETABLIT DANS LA PORTION DU CIRCUIT SITUEE ENTRE LES RESERVOIRS, ET IL A ETE MONTRE QUE, CHACUNE DES ONDES DE CE SYSTEME EST LIEE A UNE POSITION DONNEE DE LA ROUE CONSTITUANT A CHAQUE INSTANT UNE CONDITION AUX LIMITES DIFFERENTES DU FAIT D'UN CHANGEMENT D'IMPEDANCE QUI SE PRODUIT. UNE RESONANCE HYDRAULIQUE, ASSOCIEE AUX INTERACTIONS FLUIDE-STRUCTURE, A ETE EGALEMENT ANALYSEE. LES MESURES DE VITESSES PAR VELOCIMETRIE LASER EN SORTIE DE ROUE, MONTRENT QUE L'ECOULEMENT PULSANT EST LARGEMENT DOMINE PAR UNE INTERACTION DE TYPE JET-SILLAGE, QUI S'ACCOMPAGNE D'UNE RECIRCULATION DU COTE PLAFOND DE LA ROUE, PERSISTANT MEME AU DEBIT NOMINAL
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Machine et installation d'essais. Courbes caractéristiques et essais préliminaires. Etude expérimentale de l'écoulement, moyenne dans le temps en sortie de roue et dans le diffuseur. Etude expérimentale des vitesses instantanées en sortie de roue et dans le diffuseur lisse. Analyse en fréquence dans des fluctuations de pression en paroi de diffuseur. Mesure de pression dans le canal de roue
Author: Guillaume Wuibaut
Author: Guillaume Wuibaut
Author: Abdul Rahman Akhras
Author: Guy Maillart
Author: MAHMOUD.. EL HAJEM
Author: Abderrahim Talha
Author: Sai͏̈d Maroufi