TURBINES À VAPEUR
Écoulement de la vapeur
Comme la vapeur traverse la turbine à une vitesse de l'ordre de plusieurs centaines de mètres par seconde, la durée de son séjour est très réduite, de sorte que les échanges de chaleur entre la vapeur et les parois sont négligeables ; par conséquent, l'écoulement de la vapeur peut être considéré comme adiabatique. Si, de plus, la turbine est supposée parfaite, l'écoulement est réversible et la transformation décrite par la vapeur est alors isentropique ; en assimilant la vapeur à un gaz parfait, elle peut être exprimée par la relation :
Désignons la pression et le volume massique de la vapeur au début de la détente par p0 et v0, à la fin de celle-ci, par p1 et v1. La détente a lieu dans un canal approprié constitué en fait par l'espace compris entre deux aubes fixes ; la vitesse à l'amont de ce canal étant supposée nulle, la vitesse à l'aval c est donnée par la relation :
Or, la relation entre le rapport v/c et le rapport m = p1/p0 passe par un minimum ; la valeur correspondante de m est le taux de détente critique mc donné par :
En introduisant mc dans (2), on obtient l'expression de la vitesse critique cc :
Quant aux valeurs correspondantes de la température et du volume massique, elles sont respectivement :
Les relations (5) et (7) permettent de trouver la valeur de la section de passage Sc lors de la détente critique d'un débit de vapeur égal à 1 kilogramme par seconde ; l'inverse de cette section, soit :
Vapeur saturée et surchauffée
Encyclopædia Universalis France
Le rapport γ = cp/cv varie, dans une certaine mesure, avec l'état de la vapeur ; les valeurs de γ et de mc figurant dans le tableau ne sont donc qu'approximatives. Les résultats obtenus montrent que, si p1/p0 ≥ mc, la détente doit avoir lieu dans un canal convergent ; mais, si p1/p0 < mc, la section du canal passe par un minimum, de sorte que le canal comporte une partie convergente, un « col » (correspondant à la section minimale) et une partie divergente.
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Écrit par
- Paul CHAMBADAL : docteur-ingénieur, ingénieur conseil
Classification
Pour citer cet article
Paul CHAMBADAL. TURBINES À VAPEUR [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Développement d'un étage de turbine dans un plan
Encyclopædia Universalis France
Turbine axiale à action
Encyclopædia Universalis France
Turbine axiale à réaction
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
CHARBON - Industrie charbonnière
- Écrit par Michel BENECH, Pierre BERTE, Jacques BONNET, Robert PENTEL
- 11 928 mots
- 3 médias
Le principe de fonctionnement des centrales thermiques au charbon est simple : le charbon est brûlé dans des chaudières. Il chauffe ainsi l'eau, qui, transformée en vapeur, fait tourner des turbines. Celles-ci sont couplées à des alternateurs produisant de l'électricité. -
MACHINISME
- Écrit par Bertrand GILLE, Pierre NAVILLE
- 6 786 mots
- 5 médias
...Aristide Bergès, à Lancey, en 1869, lançait la « houille blanche ». Quant à la machine à vapeur, la surchauffe permit d'atteindre les rendements limites. Un pas important devait être réalisé par la turbine à vapeur : les recherches de Gustaf De Laval (1876) et de C. A. Parsons (1888) aboutirent à un résultat... -
NUCLÉAIRE - Réacteurs nucléaires
- Écrit par Jean BUSSAC, Frank CARRÉ, Robert DAUTRAY, Jules HOROWITZ, Jean TEILLAC
- 12 438 mots
- 9 médias
...nucléaire. Elle fournit, par l'intermédiaire des générateurs de vapeur, une vapeur d'eau (circuit secondaire) non radioactive, qui se détend dans la turbine et actionne un alternateur. La vapeur se condense dans un condenseur qui constitue la source froide de la machine thermique. Avec les caractéristiques... -
NUCLÉAIRE (notions de base)
- Écrit par Universalis
- 4 128 mots
- 18 médias
...lourde, graphite…), et d’un fluide caloporteur capable d’évacuer l’énergie thermique produite dans le cœur (eau liquide ou vapeur, sodium liquide…). L’énergie libérée sert à produire de la vapeur d’eau sous pression qui actionneune turbine couplée à un alternateur générant de l’électricité. - Afficher les 7 références
Voir aussi
