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Physique · Comprendre la manipulation

Turbine Kaplan

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 Kaplan est une turbine à réaction, à écoulement principalement axial. Les réglages du distributeur et des pales orientables adaptent le fonctionnement à la chute et au débit.

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

Chutes plutôt faibles et débits importants : centrale au fil de l’eau ou barrage de basse chute.

Industrie des turbomachines

Dimensionner et contrôler des groupes de production.

À observer dans la manipulation

Comparer les réglages de pales et du distributeur à débit différent.

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