Plans et vue 3D d'une turbine Kaplan : vues, trajectoires et ligne piézométrique

La partie droite de la fenêtre montre l'ouvrage sous quatre formes : deux plans cotés, une vue 3D où l'eau circule, et le graphe des pressions le long de la veine. Toutes suivent les réglages en direct.

Au sommaire :

• Vue de dessus : bâche, distributeur et directrices
• Vue verticale : niveaux, roue et aspirateur
• Conception 3D : coupe, cotes, éclaté, variation de pas, trajectoires
• Graphe piézométrique : la pression le long de la veine

Vue de dessus : bâche, distributeur et directrices

Le plan de dessus dessine la spirale de la bâche, le cercle des directrices et leur ouverture. Les cases d'affichage ajoutent les détails de la bâche spirale, de l'entrée et de la sortie du distributeur, du passage des directrices, de l'entrée de roue, et les sections radiales. Le curseur « Taille du dessin » et le bouton de recentrage règlent le cadrage.

Le cartouche « Section de passage » donne le rapport du débit axial au débit disponible, le tourbillon à l'entrée de roue (rad/s et tr/min), les puissances cinétiques axiale, tangentielle et totale à l'entrée de roue, et la puissance brute turbinable.

Exemple

Vue de dessus avec tous les détails cochés.

Vue verticale : niveaux, roue et aspirateur

Le plan vertical coté de l'installation va des niveaux d'eau à la sortie de l'aspirateur : réservoirs, conduite, directrices, roue, aspirateur. La case Césure verticale coupe le dessin quand la hauteur est grande, pour garder la turbine lisible. Curseur de taille et recentrage comme en vue de dessus.

Conception 3D : coupe, cotes, éclaté, variation de pas, trajectoires

La vue 3D montre l'installation entière à l'échelle, niveaux amont et aval compris. Six boutons :

• Coupe verticale ;
• Montrer les cotes : chute brute, H2, diamètre de roue, moyeu, b0, cercle des axes, bulbe, jonction, aspirateur ;
• Montrer la roue : rotation ralentie, le régime réel étant affiché ;
• Éclaté : les tôles développées du kit, une aube directrice étant montrée sur plusieurs ;
• Variation de pas : le mécanisme dans le moyeu, qui exige une roue calculée ;
• Trajectoires du fluide, colorées par la vitesse (m/s) ou par la pression statique absolue (kPa).

Sans roue calculée, les trajectoires s'arrêtent à l'entrée de la roue.

Exemples

Trajectoires colorées par la vitesse.

Trajectoires colorées par la pression statique absolue.

Coupe verticale cotée.

Éclaté : les tôles développées du kit de fabrication.

Variation de pas : le mécanisme logé dans le moyeu.

Graphe piézométrique : la pression le long de la veine

Cinq séries, chacune activable par sa case : hydrostatique, dynamique, manométrique, gains/pertes (somme des pertes) et énergie totale, du réservoir amont au réservoir aval. Des repères marquent la pression de la hauteur Hb, Hn = Hb − pertes du parcours, l'atmosphère et le seuil de cavitation (tension de vapeur).

Là où la courbe manométrique descend sous le seuil de cavitation, la veine cavite, en général sous la roue : c'est le rôle de la hauteur H2.

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