Méthodologie et optimisation dans la conception et l'analyse des performances des turbomachines à fluide incompressible

par Miguel Alejandro Asuaje

Thèse de doctorat en Turbomachines conversion de l'énergie

Sous la direction de Robert Rey.

Soutenue en 2003

à Paris, ENSAM .

  • Titre traduit

    Methodology and optimization in the design and performance analysis of incompressible fluid turbomachines


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  • Résumé

    Confrontés au problème de tracé (design) des machines, le souci des constructeurs est de disposer de méthodes rapides, fiables et suffisamment précises. Le présent travail de recherche à caractère théorique et expérimental, s'inscrit dans cette direction. Ainsi, nous avons mis au point une démarche complète de dimensionnement et d'optimisation dans la conception et l'analyse des performances des turbomachines centrifuges et hélico-centrifuge à fluide incompressible. Partant d'un cahier de charges, la définition géométrique de la pompe ainsi que l'analyse de ses performances globales sont réalisées à partir d'une méthode dite ligne moyenne (ID) basée sur des modèles théoriques et des corrélations expérimentales. Une deuxième étape, basée sur l'étude des écoulements méridien et aube à aube (méthode dite quasi-3D), est réalisée à l'aide du logiciel REMIX développé au LEMFI. Ce code permet la résolution des équations dynamiques moyennées régissant l'écoulement interne stationnaire et non visqueux dans le repère relatif. L'étape finale de la démarche consiste en l'étude tridimensionnelle de l'écoulement à l'aide des logiciels de la CFD du groupe AEA-Technology (CFX), permettant de compléter et de valider la procédure établie. Pour illustrer cette démarche, une machine centrifuge à volute a servi de support. Dans un premier temps,l'étude de la roue existante a été réalisée pour la mise au point et la validation des différents éléments de la démarche. L'ensemble roue-volute est étudié et comparé, par la suite, aux résultats expérimentaux. Une attention spéciale est portée sur les effets instationnaires, conséquence de l'interaction roue-volute. Les résultats obtenus semblent très cohérents. Finalement, la démarche intégrale est appliquée pour l'optimisation d'une pompe hélico-centrifuge équipée d'un redresseur. S'agissant d'une pompe mal dimensionnée, l'optimisation de l'ensemble est une bonne illustration

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Informations

  • Détails : 1 vol. (179 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 75 réf.

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