Modélisation de l'écoulement instationnaire dans les pompes centrifuges PDF Download
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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST LA MISE AU POINT D'UN MODELE DE CALCUL DE L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE DANS LES POMPES CENTRIFUGES INDUSTRIELLES, AVEC COUPLAGE ROUE-VOLUTE. CE MODELE PERMET LA PREDICTION DU COMPORTEMENT HYDRODYNAMIQUE DES POMPES, QUI SE TROUVE A L'ORIGINE DU BRUIT HYDRAULIQUE ET DES FORCES RADIALES EXERCEES SUR LA ROUE. L'ECOULEMENT EST SUPPOSE BIDIMENSIONNEL, INCOMPRESSIBLE, INSTATIONNAIRE ET VISQUEUX. LES EQUATIONS A RESOUDRE SONT: LA CONTINUITE, LES EQUATIONS NAVIER-STOKES MOYENNEES ET LES EQUATIONS DU MODELE K-EPS POUR LA TURBULENCE. LE DOMAINE DE CALCUL EST UNE SURFACE AUBE-A-AUBE DANS LA ROUE ET UN PLAN NORMAL A L'AXE DE ROTATION DANS LA VOLUTE. LA METHODE DES VOLUMES FINIS EST APPLIQUEE POUR LA DISCRETISATION DES EQUATIONS DANS L'ESPACE ET UN SCHEMA IMPLICITE POUR CELLE DANS LE TEMPS. UNE TECHNIQUE DE CALCUL MULTI-DOMAINE EST ADOPTEE POUR COUPLER L'ECOULEMENT DANS LA ROUE TOURNANTE ET LA VOLUTE FIXE. DE CETTE MANIERE L'INTERACTION ROUE-VOLUTE EST DIRECTEMENT PRISE EN COMPTE. LE MODELE EST TESTE AVEC DEUX GEOMETRIES DE POMPES CENTRIFUGES INDUSTRIELLES. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT COMPARES AVEC CEUX DES MESURES POUR LA VALIDATION DU MODELE NUMERIQUE. L'INFLUENCE DE LA POSITION RELATIVE DES AUBES PAR RAPPORT AU BEC SUR LE CHAMP DE VITESSES ET DE PRESSIONS INSTANTANEES, AU COURS DE LA ROTATION DE LA ROUE, EST MISE EN EVIDENCE. LE CALCUL DES SOURCES ACOUSTIQUES DANS LA VOLUTE A FAIT APPARAITRE UN FORT DIPOLE ACOUSTIQUE AU NIVEAU DU BEC
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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST LA MISE AU POINT D'UN MODELE DE CALCUL DE L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE DANS LES POMPES CENTRIFUGES INDUSTRIELLES, AVEC COUPLAGE ROUE-VOLUTE. CE MODELE PERMET LA PREDICTION DU COMPORTEMENT HYDRODYNAMIQUE DES POMPES, QUI SE TROUVE A L'ORIGINE DU BRUIT HYDRAULIQUE ET DES FORCES RADIALES EXERCEES SUR LA ROUE. L'ECOULEMENT EST SUPPOSE BIDIMENSIONNEL, INCOMPRESSIBLE, INSTATIONNAIRE ET VISQUEUX. LES EQUATIONS A RESOUDRE SONT: LA CONTINUITE, LES EQUATIONS NAVIER-STOKES MOYENNEES ET LES EQUATIONS DU MODELE K-EPS POUR LA TURBULENCE. LE DOMAINE DE CALCUL EST UNE SURFACE AUBE-A-AUBE DANS LA ROUE ET UN PLAN NORMAL A L'AXE DE ROTATION DANS LA VOLUTE. LA METHODE DES VOLUMES FINIS EST APPLIQUEE POUR LA DISCRETISATION DES EQUATIONS DANS L'ESPACE ET UN SCHEMA IMPLICITE POUR CELLE DANS LE TEMPS. UNE TECHNIQUE DE CALCUL MULTI-DOMAINE EST ADOPTEE POUR COUPLER L'ECOULEMENT DANS LA ROUE TOURNANTE ET LA VOLUTE FIXE. DE CETTE MANIERE L'INTERACTION ROUE-VOLUTE EST DIRECTEMENT PRISE EN COMPTE. LE MODELE EST TESTE AVEC DEUX GEOMETRIES DE POMPES CENTRIFUGES INDUSTRIELLES. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT COMPARES AVEC CEUX DES MESURES POUR LA VALIDATION DU MODELE NUMERIQUE. L'INFLUENCE DE LA POSITION RELATIVE DES AUBES PAR RAPPORT AU BEC SUR LE CHAMP DE VITESSES ET DE PRESSIONS INSTANTANEES, AU COURS DE LA ROTATION DE LA ROUE, EST MISE EN EVIDENCE. LE CALCUL DES SOURCES ACOUSTIQUES DANS LA VOLUTE A FAIT APPARAITRE UN FORT DIPOLE ACOUSTIQUE AU NIVEAU DU BEC
Author: Enrique Cabrera Publisher: Springer ISBN: 9401093857 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 1210
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Hydraulic machinery such as turbines and pumps is widely used around the world. Related topics concerning design, operation and maintenance are of relevant interest. In this context, cavitation is a phenomenon to be taken into account, and this was treated in the XVIII IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Cavitation which took place in Valencia, Spain, 16th-19th September, 1996 and which was hosted by the Polytechnic University of Valencia. The proceedings of the Symposium have been published in two volumes. In this first volume, the papers included cover the following topics: Hydraulic Turbines, Analysis and Design Hydraulic Pumps Hydraulic Elements, Dynamic Characterization and Hydraulic Behaviour Cavitation and Sand Erosion In the second volume, the papers included cover the following topics: Hydraulic Transients and Control Systems Related to Hydraulic Machinery and Plants Oscillatory and Vibration Problems in Hydraulic Machinery and Power Stations Experimental Investigations related to Hydraulic Machinery and its Applications Practical Applications of the Hydraulic Machinery Monitoring, Predictive Maintenance and Refurbishment The 119 papers presented at the Symposium, from research groups, consulting companies and manufacturers, constitute an important collection for investigators, engineers and technicians who are interested in updated information on hydraulic machinery. This book is intended to be a reference text comprising the latest innovations on this subject.
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EN LIAISON AVEC LES PROBLEMES RELATIFS A L'ECOULEMENT DANS LES TURBOMACHINES CETTE THESE A POUR OBJET DE PRESENTER L'ADAPTATION DE MOYENS RECENTS (THEORIQUES ET EXPERIMENTAUX) A L'ETUDE DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES POMPES CENTRIFUGES. LE TRAITEMENT THEORIQUE EST REALISE A PARTIR D'UNE METHODE DE CALCUL D'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE BASEE SUR LA THEORIE DES POTENTIELS ET S'APPUYANT SUR LE PRINCIPE D'UNE REPARTITION DISCRETISEE DE SINGULARITES (CHAPITRE II). LES INFORMATIONS EXPERIMENTALES (PRESSIONS ET VITESSES) SONT OBTENUES A L'AIDE DE CAPTEURS PIEZO-ELECTRIQUES ET D'UN VELOCIMETRE LASER BI-DIMENSIONNEL DANS UNE POMPE INDUSTRIELLE SPECIALEMENT ADAPTEE. LES DETAILS DE FONCTIONNEMENT ET D'UTILISATION DE L'INSTRUMENTATION FONT L'OBJET DU CHAPITRE III. LES RELEVES DE VITESSES, EN SORTIE DE ROUE ET A L'INTERIEUR DE CELLE-CI SONT ENSUITE CONFRONTES AUX RESULTATS DE CALCUL. L'ASSOCIATION DES DEUX METHODES PERMET DE CONFIRMER LES CONNAISSANCES DEJA ACQUISES DANS LE DOMAINE DES POMPES CENTRIFUGES ET D'ABORDER DE MANIERE ORIGINALE LES PHENOMENES INSTATIONNAIRES DANS CES MACHINES
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L'INSTATIONNARITE DE L'ECOULEMENT AU SEIN DES TURBOMACHINES S'EXPLIQUE SURTOUT PAR LES INTERACTIONS ROTOR-STATOR, LESQUELLES, PRESENTES POUR TOUS LES REGIMES DE FONCTIONNEMENT, ENGENDRENT FATIGUE DU MATERIEL ET NUISANCE ACOUSTIQUE. LES INTERACTIONS D'AUBAGE (DE SILLAGE, TRIDIMENSIONNELLE ET POTENTIELLE) SONT LA SOURCE PRINCIPALE RETENUE D'INSTATIONNARITE. UN MODELE NUMERIQUE DE L'INTERACTION POTENTIELLE PERMET DE SOULIGNER L'IMPORTANCE DE DEUX PARAMETRES : LA FREQUENCE REDUITE QUI CARACTERISE L'INSTATIONNARITE DE L'ECOULEMENT, ET LE JEU ENTRE LA ROUE ET LE BEC DE VOLUTE QUI MODIFIE CONSIDERABLEMENT LES AMPLITUDES DES FLUCTUATIONS. LA COMPARAISON DES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET D'UN CALCUL NAVIER-STOKES INSTATIONNAIRE DE L'ECOULEMENT AU SEIN D'UNE POMPE CENTRIFUGE REVELE LA FORTE INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES, NOTAMMENT SUR L'EVALUATION DES FLUCTUATIONS DE PRESSION. NOUS PROPOSONS UN CALCUL COUPLE POMPE-CIRCUIT POUR NE PLUS FIXER DES CONDITIONS AUX LIMITES ARBITRAIRES. L'ETUDE DE L'ECOULEMENT AU SEIN DU CIRCUIT EST ABORDEE GRACE AUX EQUATIONS D'ALLIEVI DONT LA MODELISATION, AINSI QUE LA REALISATION DE DIFFERENTS TESTS NUMERIQUES MONTRENT COMBIEN LE CHOIX DU SCHEMA DES PERTES DE CHARGE ET LA POSITION DES SOURCES DE FLUCTUATION AU SEIN DES CIRCUITS SONT IMPORTANTS. UNE TECHNIQUE DE COUPLAGE ENTRE LE CODE NAVIER-STOKES INSTATIONNAIRE ET CELUI DU CIRCUIT PERMET D'ETUDIER DIFFERENTES CONFIGURATIONS MACHINE-CIRCUIT, LESQUELLES CONFIRMENT LA NECESSITE DU CALCUL COUPLE ET TEMOIGNENT DE L'INFLUENCE DE LA GEOMETRIE DE LA POMPE ET DES CONDUITES SUR L'AMPLITUDE DES FLUCTUATIONS DE PRESSION AU SEIN DE LA VOLUTE. IL EST AINSI DEMONTRE QUE LA POMPE EST SOURCE DE FLUCTUATION DE DEBIT, DONT L'AMPLITUDE DEPEND ESSENTIELLEMENT DE SA GEOMETRIE. LES RESULTATS OBTENUS PERMETTRONT DE FOURNIR AUX NUMERICIENS DES CONDITIONS AUX LIMITES ADEQUATES AINSI QUE DE PREVOIR LE COMPORTEMENT ACOUSTIQUE DE LA POMPE EN FONCTION DE SA GEOMETRIE ET DE SA POSITION AU SEIN DES CIRCUITS.
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L'ETUDE PRESENTEE S'ARTICULE EN DEUX AXES PRINCIPAUX. LE PREMIER CONCERNE L'ETUDE DES ECOULEMENTS LIES AUX INSTABILITES DE FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES HYDRAULIQUES. NOUS AVONS POUR CELA REALISE, AU SEIN DE L'EQUIPE ENSAM DU LABORATOIRE DE MECANIQUE DE LILLE, PLUSIEURS CAMPAGNES DE MESURES VISANT A DETERMINER LE COMPORTEMENT HYDROACOUSTIQUE PASSIF D'UNE POMPE CENTRIFUGE FONCTIONNANT EN EAU. LA MATRICE DE TRANSFERT EST ALORS CALCULEE EN REGIME PERMANENT POUR UN GRAND NOMBRE DE CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT ET PERMET DE METTRE EN EVIDENCE L'INDEPENDANCE DES TERMES DE TRANSFERT VIS A VIS DE LA VITESSE DE ROTATION ET DU DEBIT LORSQUE L'ON SE SITUE ENTRE 40 ET 400 HZ. ON DEMONTRE FINALEMENT QUE L'IDENTIFICATION DES TERMES DE LA MATRICE DE TRANSFERT A PARTIR D'UN MODELE DE CONDUITE N'EST PAS SATISFAISANTE ET QU'IL EST NECESSAIRE DE DEVELOPPER DES MODELES PLUS ELABORES. LE SECOND AXE S'ATTACHE AU COMPORTEMENT DES POMPES CENTRIFUGES LORS DES DEMARRAGES RAPIDES. CES FONCTIONNEMENTS PARTICULIERS, POUR LESQUELS IL EXISTE PEU DE TRAVAUX, SONT PRINCIPALEMENT RENCONTRES DANS LE DOMAINE AEROSPATIAL. L'ETUDE DU DEVELOPPEMENT AXIAL ET RADIAL DE LA RECIRCULATION DANS LA CONDUITE D'ASPIRATION MONTRE QUE CETTE ZONE D'ECOULEMENT PARTICULIER DEPEND FORTEMENT DE LA VITESSE ET DU DEBIT ET QU'ELLE PRESENTE UN ASPECT INSTATIONNAIRE TRES MARQUE. UNE ANALYSE PAR SEPARATION DES PERTES PERMET EGALEMENT DE PROPOSER UN MODELE DE PERTES PAR RECIRCULATION. L'EXTRAPOLATION DE L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS AU CAS D'UN DEMARRAGE RAPIDE PAR L'INTERMEDIAIRE D'ENREGISTREMENTS VIDEO PERMET, EN DERNIER LIEU, DE PROCEDER A LA REEVALUATION DU MODELE D'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE DANS UNE POMPE CENTRIFUGE EN REGIME TRANSITOIRE PROPOSE PAR GHELICI. LES RESULTATS MONTRENT ALORS QUE LE TEMPS D'ETABLISSEMENT DE L'ECOULEMENT EST UNE DONNEE MAJEURE QU'IL EST NECESSAIRE D'ESTIMER SI L'ON SOUHAITE OBTENIR UN MODELE PREDICTIF.
Author: Michel Toussaint (docteur en sciences).) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 212
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LES PROBLEMES LIES AU FONCTIONNEMENT A DEBIT PARTIEL D'UNE POMPE CENTRIFUGE SONT NOMBREUX, LE PLUS IMPORTANT ETANT TOUTEFOIS L'APPARITION DE RECIRCULATIONS AU SEIN DE L'ECOULEMENT INTERNE A LA MACHINE. CES PHENOMENES D'ECOULEMENT DE RETOUR SONT LA CAUSE DE PERTURBATIONS DIVERSES ET SONT EVIDEMMENT DISSIPATEURS D'ENERGIE. CE TRAVAIL PRESENTE UNE ANALYSE EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT AUX DEBITS PARTIELS DANS QUATRE POMPES CENTRIFUGES ET PROPOSE DES MODELES THEORIQUES DE PREVISIONS DE CES RECIRCULATIONS. IL EST DIVISE EN CINQ CHAPITRES: LE PREMIER PRESENTE L'ETUDE ET PRECISE LES OBJECTIFS VISES. LE SECOND PROPOSE UNE REVUE DE LA LITTERATURE SUR LE SUJET. LE TROISIEME CHAPITRE CONCERNE L'ETUDE EXPERIMENTALE ET PRESENTE LES RESULTATS DETAILLES DES EXPERIMENTATIONS DE L'UNE DE CES POMPES AINSI QU'UNE SYNTHESE DES RESULTATS OBTENUS POUR L'ENSEMBLE DES QUATRE POMPES. IL SE TERMINE PAR UNE ANALYSE DE L'ECOULEMENT INTERNE. LE QUATRIEME CHAPITRE PROPOSE TROIS APPROCHES DIFFERENTES DE MODELISATION PERMETTANT: DE PREVOIR LES COURBES CARACTERISTIQUES D'UNE POMPE CENTRIFUGE, DE DETERMINER EN FLUIDE PARFAIT LES CHAMPS DE VITESSES ET DE PRESSIONS DANS LA ROUE, ET DE CALCULER LES PROFILS DE LA VITESSE MOYENNE DANS LE PLAN MERIDIEN DE LA ROUE. DANS LE CINQUIEME ET DERNIER CHAPITRE, LES PRINCIPAUX RESULTATS SONT RESUMES ET DES PERSPECTIVES DE POURSUITE DE CETTE ETUDE PROPOSEES. LES ANNEXES PRESENTEES A LA FIN DE CE MEMOIRE CONCERNENT LA VELOCIMETRIE DOPPLER A LASER, L'OPTIMISATION DU TRACE D'UN DIFFUSEUR, DES REFLEXIONS SUR LES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT DANS UNE POMPE, ET UN HISTORIQUE DES MACHINES A ELEVER LES EAUX
Author: Gabriel4070 Dan CIOCAN Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 234
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LA CONCEPTION DE POMPES ET TURBINES CONTIENT ENCORE UNE IMPORTANTE CARACTERISTIQUE EMPIRIQUE. LA COMPREHENSION DE L'ECOULEMENT 3D COMPLEXE INSTATIONNAIRE QUI SE DEVELOPPE DANS CES MACHINES EST INDISPENSABLE POUR AMELIORER LEUR FONCTIONNEMENT. PARALLELEMENT, LE PROGRES REALISE DANS LES TECHNIQUES NUMERIQUES PERMET AUSSI D'ENVISAGER DES CALCULS D'ECOULEMENT DANS CES CONFIGURATIONS, MAIS IL EST NECESSAIRE D'AVOIR LES DONNEES EXPERIMENTALES POUR CONTROLER LES CONDITIONS LIMITES AINSI QUE POUR LEUR VALIDATION. DIVERSES METHODES EXPERIMENTALES ONT ETE MISE EN UVRE : ANEMOMETRIE LASER DOPPLER, PARTICULE IMAGE VELOCIMETRY ET MESURES DE PRESSION STATIONNAIRES, POUR CONSTITUER UNE BASE DE DONNEES EXPERIMENTALE SUR L'INTERACTION INSTATIONNAIRE ROTOR/STATOR ET L'ECOULEMENT DANS LA BACHE D'UN MODELE D'ESSAIS INDUSTRIEL DE TURBINE-POMPE. UN NOUVEAU MOYEN DE MESURE EN TURBOMACHINES - UNE SONDE VELOCICLINOMETRIQUE INSTATIONNAIRE A ETE CONCU, CALIBRE ET QUALIFIE. L'ANALYSE STATIONNAIRE ET INSTATIONNAIRE DE L'ECOULEMENT 3D COMPLEXE, DANS LA ZONE D'INTERACTION ENTRE ROUE ET DISTRIBUTEUR, DANS LE DISTRIBUTEUR ET DANS LA BACHE DE DEUX MODELES INDUSTRIELS D'ESSAIS DE TURBINE-POMPE A ETE REALISEE. LA PROPAGATION DU SILLAGE INSTATIONNAIRE DE LA ROUE A TRAVERS LES DIRECTRICES, LE SILLAGE POTENTIEL DES DIRECTRICES ET AVANT-DIRECTRICES, LES ECOULEMENTS SECONDAIRES DANS LA VOLUTE SONT ANALYSES. PLUSIEURS REGIMES DE FONCTIONNEMENT CARACTERISTIQUES (INCLUANT LA ZONE DE FESTON) ONT ETE EXPLORES. UNE MODELISATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT DANS UNE BACHE DE POMPE CENTRIFUGE ET LE DEVELOPPEMENT D'OUTILS D'ANALYSE ENERGETIQUE DANS CETTE CONFIGURATION SONT AUSSI PRESENTES.
Author: Dimitra Croba
Author: Dimitra Croba
Author: Enrique Cabrera
Author: FRANCOIS.. HUREAU
Author: FLORENT.. LONGATTE
Author: STEPHANE.. BOLPAIRE
Author: Michel Toussaint (docteur en sciences).)
Author: 
Author: Gabriel4070 Dan CIOCAN
Author: 
Author: E. Marchand