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TURBINES À VAPEUR

4.  Puissance et rendement

L'application à l'étage de turbine de la loi de la conservation de l'énergie donne :

Pour un débit-masse qm, exprimé en kilogrammes par seconde, la puissance fournie par la vapeur dans l'étage considéré est par conséquent (exprimée en watts) :

Or, l'examen des triangles des vitesses correspondant à l'entrée et à la sortie de l'aubage mobile permet d'établir la relation :

où la grandeur Δcu, qui est la variation dans l'aubage mobile de la composante tangentielle (cu) de la vitesse absolue de la vapeur, est donnée immédiatement par l'épure des vitesses qu'on obtient en superposant les deux triangles construits précédemment.

L'expression du rendement est donnée par :

Pour un angle α1 donné, η ne dépend donc que du rapport ξ = u/c1 ; on obtient ainsi :

ou, en tenant compte de (13) :

Il en résulte que le rendement passe par un maximum pour une valeur de ξ, qui est :

la valeur maximale du rendement étant :

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