TURBINES À VAPEUR

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Turbine axiale à action

Turbine axiale à action
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Développement d'un étage de turbine dans un plan

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Turbine axiale à réaction

Turbine axiale à réaction
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Vapeur saturée et surchauffée

Vapeur saturée et surchauffée
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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 :

Ce raisonnement ne tient pas compte des pertes qui accompagnent l'écoulement de la vapeur dans les aubages fixe et mobile. L'intervention de ces pertes entraîne évidemment une certaine réduction du rendement, mais elle laisse inchangée l'expression (16) de ξopt ; comme l'angle α1 est habituellement petit, la valeur de ξopt, pour un étage à action, est légèrement inférieure à 0,5.

[...]

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Pour citer l’article

Paul CHAMBADAL, « TURBINES À VAPEUR », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 octobre 2017. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/turbines-a-vapeur/