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Physique · Comprendre la manipulation

Turbine Francis

Relier hauteur de chute, débit et puissance hydraulique utile.

Lecture · environ 4 min2 relations expliquéesQCM · 3 questions
01 · Le principe scientifique

Que se passe-t-il ?

Une turbine Francis est une turbine à réaction à écoulement mixte. Le distributeur règle l’admission vers la roue ; le diffuseur contribue à la récupération d’énergie en sortie.

Le rendement compare la puissance obtenue à la puissance hydraulique disponible. Le meilleur point de fonctionnement dépend du type de roue, de la vitesse et des réglages : un débit maximal n’assure pas automatiquement le meilleur rendement.

02 · Les relations à connaître

Les formules, avec leurs conditions.

Ph = ρ g Q H

Ph : W ; ρ : kg/m³ ; g : m/s² ; Q : m³/s ; H : m de chute nette.

À utiliser lorsque : Régime permanent ; utiliser la chute après pertes hydrauliques.

Putile = η ρ g Q H

η : rendement global sans dimension.

À utiliser lorsque : Définir si la puissance utile est mécanique ou électrique, et utiliser le rendement correspondant.

03 · Du laboratoire à l’industrie

Où utilise-t-on ce principe ?

Centrale hydroélectrique

Domaine intermédiaire de chute et de débit, selon la conception : centrale de barrage ou aménagement hydroélectrique.

Industrie des turbomachines

Dimensionner et contrôler des groupes de production.

À observer dans la manipulation

Modifier l’ouverture du distributeur et suivre débit, puissance et rendement.

Pour approfondir

Références et lectures

Cette fiche explique les principes et leurs hypothèses. La simulation pédagogique peut simplifier le procédé ; un modèle industriel demande des données et une validation adaptées.

04 · À vous de jouer

Avez-vous compris l’essentiel ?

Une seule bonne réponse par question. Répondez aux trois questions, puis affichez le corrigé.

1. À H et η constants, doubler Q rend la puissance utile…
2. Dans Ph = ρgQH, H est…
3. La Kaplan et la Francis sont des turbines…
Intu Lab · Fiche de compréhension · Kimba Christian