Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Design of a test bench with a cross-flow turbine injector to study the flow around the aileron valve, identify the causes of cavitation and optimise the profile in order to limit the phenomenon[BR]- Stage

Abstract

Cette thèse présente la conception et le développement d'un banc d'essai hydraulique expérimental pour étudier la dynamique des écoulements et les phénomènes de cavitation autour de la vanne aileron d'un injecteur de turbine à écoulement transversal. La recherche est motivée par les défis rencontrés par JLA Hydro, dont les turbines ont subi une dégradation importante en raison de la cavitation lors de la régulation à débits partiels sur certains sites spécifiques. Différentes analyses et revues de littérature ont été réalisées pour obtenir des informations sur la conception du banc d'essai et le comportement de la vanne de régulation. Des simulations numériques de dynamique des fluides ont été effectuées pour mieux comprendre la dynamique des écoulements à l'intérieur de l'injecteur dans des conditions variables, et concevoir l'instrumentation en suivant ces résultats. En particulier, la courbure de l'écoulement induite par l'intrados de la vanne lors d'ouvertures partielles met en évidence l'importance d'instrumenter directement la vanne qui sera soumise en premier à la cavitation. C'était aussi l'occasion de simuler différents profils hydrodynamiques de la vanne, dont l'un s'est révélé limiter le phénomène. La conception finale présente un banc d'essai automatisé capable de reproduire des conditions de charges hydraulique variables et à débit partiels, de mesurer la puissance et l'efficacité, de visualiser l'écoulement interne et de mesurer précisément la pression interne pour prédire les occurrences de cavitation. Il a été conclu que la meilleure turbine pour obtenir la plus grande adaptabilité et des conditons d'opération optimale devrait être une version sur mesure, réduite de moitié, d'une turbine existante, laquelle serait dotée d'un rotor de 20 cm de diamètre et d'une largeur de 60 mm.