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Mécanique turbomachines - Bilan énergetique et applications

Cet article analyse les diverses pertes et leur influence sur le rendement des turbomachines.

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Introduction ou extrait du livre blanc

"Les turbomachines sont soumises aux lois générales de la thermodynamique. Dans ces machines, on transforme l’énergie d’une forme à une autre selon le premier principe de thermodynamique. Le second principe établit une dégradation d'énergie durant cette transformation, dégradation d'énergie qui s’effectue au niveau moléculaire par les effets de la viscosité principalement. Les frottements visqueux sont toujours présents lorsque des variations de vitesse existent dans un écoulement ; ils affectent les performances des installations. Cet article analyse les diverses pertes et leur influence sur le rendement des turbomachines.

(...) Comme dans tout écoulement de fluide réel, l’écoulement dans une turbomachine est le siège d’irréversibilités dues au travail des forces de frottement. Ces pertes affectent non seulement les couronnes d’aubages fixes et mobiles, mais aussi les conduits qui guident le fluide à l’entrée et à la sortie de l’appareil, ou bien encore qui relient deux étages successifs.

Par construction, il existe aussi des pertes par fuites, car il est nécessaire de conserver un jeu entre les parties fixes et mobiles. Ces pertes sont souvent délicates à quantifier, car les concepteurs doivent introduire des obstacles peu aérodynamiques destinés à en réduire le débit. De plus, ces débits de fuite interfèrent avec l’écoulement principal lorsqu’ils sont réintroduits dans la machine à l’endroit convenable."

Mécanique turbomachines - Bilan énergetique et applications