Aspirateur de turbine Kaplan : récupération de pression et pertes

L'eau sort de la roue encore rapide. L'aspirateur, un cône divergent, la ralentit et convertit cette vitesse en dépression sous la roue : sur une turbine à faible chute, c'est une part importante du rendement.

Dimensionner l'aspirateur et lire son bilan

• Saisies : longueur (m), section de sortie (cm², sortie rectangulaire de hauteur égale à la moitié de la largeur), rugosité (mm, liste de matières).
• Aspirateur automatique : section de sortie calculée pour la vitesse visée au débit maximal du site (2 m/s par défaut, réglable dans la zone « Sortie visée ») et cône de 14° d'angle total, la longueur étant ajustée en conséquence.
• Résultats : section d'entrée, vitesse moyenne, angle du cône, diamètre de sortie équivalent ; gain = (V entrée² − V sortie²) / 2g ; pertes du cône (Idel'cik, et au-delà de 50° d'angle total, élargissement brusque de Borda), de rugosité et d'énergie cinétique de sortie ; perte totale.

Un cône trop ouvert décolle : le gain annoncé n'est plus récupéré. La vitesse de sortie, elle, est perdue dans le bief aval : plus elle est faible, meilleur est le bilan, au prix d'un aspirateur plus long.

Exemples

Coupe verticale : l'eau ralentit dans le cône de l'aspirateur (passage du vert au bleu).

Le graphe piézométrique : la récupération de pression de l'aspirateur sous la roue.

Pour aller plus loin

La page de référence Hydro Turbine design présente la méthode complète et un cas d'étude chiffré. Les autres pages d'aide de la fenêtre :

• Panneau de commandes
• Implantation
• Bâche spirale
• Distributeur
• Roue
• Aspirateur
• Vitesse spécifique
• Statistiques
• Vues et graphe piézométrique
• Kit de fabrication
• Résultats, méthode, erreurs