Turbine Pelton

Résumé

Une turbine Pelton est un type de turbine hydraulique à augets utilisée dans les centrales hydroélectriques. Elle a été inventée en 1879 par Lester Allan Pelton. Principe Cette turbine est du type « à action » car l’énergie cinétique de l’eau s'écoulant en sortie de la conduite forcée est transmise à la turbine (couple et vitesse angulaire) par l'intermédiaire d’un jet d'eau qui agit directement sur les augets de la roue. Ce type de turbine ne dispose pas de diffuseur (ou aspirateur) en sortie d’eau, car celle-ci s’écoule librement à la pression atmosphérique dès l'instant où elle quitte l'injecteur sous forme de jet. Plus précisément, le jet se partage en deux au moment où il atteint l'auget, chaque demi-jet est ensuite dévié par la forme concave de l'auget dans lequel il s'écrase (transmettant ici son énergie cinétique au mouvement de la roue), puis l'eau s'échappe latéralement de la roue avec une vitesse résiduelle faible. Elle est finalement récupérée par la bâche - u

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/Turbine_Pelton

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Une turbine hydraulique est une machine tournante qui produit une énergie mécanique à partir d'eau en mouvement (cours d'eau ou marée) ou potentiellement en mouvement (barrage). Elle constitue le comp

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La roue à aubes est une roue de construction particulière, munie de pales (ou aubes), permettant de créer ou de restituer un mouvement rotatif d'axe au départ d'un mouvement linéaire de fluide. Elle c

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High Speed Flow Visualisation of an Impinging Jet on a Pelton Turbine Bucket

François Avellan, Mohamed Farhat, Alexandre Perrig

This paper deals with flow investigations using endoscopes in a single-injector reduced scale Pelton turbine performed with a CMOS high-speed camera. Both onboard and external visualizations techniques of the flow in a bucket are presented. The flow observations evidence the unsteadiness of the successive steps of jet/bucket interaction, free surface flow development and evolution throughout the bucket duty cycle.

ASME2007

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Numerical Flow Analysis in a Pelton Turbine Bucket

François Avellan, Mohamed Farhat, Alexandre Perrig

The flow in the Pelton turbine bucket is three-dimensional, unsteady, turbulent, features a free surface, and is influenced by the rotation-induced forces. It is therefore difficult to investigate how the energy transfer takes place between the water flow and the buckets inner surface. The analysis of experimentally validated CFD results provides the opportunity to have a deep insight of the flow in the buckets. This paper presents the numerical investigations of the flow in a single bucket along a bucket period for an operating point close to the best efficiency of a 4-jet Pelton turbine model. The time history of the successive events occurring during the bucket period is first briefly presented. Then, the comparison of the pressure fields and the torque contribution for 5 different zones in the bucket is carried out. Significant discrepancies between the bucket pressure and torque distribution appear, highlighting that the regions, that are the most loaded in terms of mechanical strain, do not contribute the most to the bucket torque. This seems not to be related to the radial location of the bucket zones, but to the flow patterns, that are driven by the bucket design, and operating conditions. This study shows that an analysis of the bucket pressure and torque fields is paramount to quantitatively assess the effective energy transfer in the bucket.

International Association For Hydraulic Research2004

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Flow in a Pelton Turbine Bucket: Numerical and Experimental Investigations

François Avellan, Mohamed Farhat, Alexandre Perrig

The aim of the paper is to present the results of investigations conducted on the free surface flow in a Pelton turbine model bucket. Unsteady numerical simulations, based on the two-phase homogeneous model, are performed together with wall pressure measurements and flow visualizations. The results obtained allow defining five distinct zones in the bucket from the flow patterns and the pressure signal shapes. The results provided by the numerical simulation are compared for each zone. The flow patterns in the buckets are analyzed from the results. An investigation of the momentum transfer between the water particles and the bucket is performed, showing the regions of the bucket surface that contribute the most to the torque. The study is also conducted for the backside of the bucket, evidencing a probable Coanda interaction between the bucket cutout area and the water jet.

2006

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