Turbine_centrifuge

Etude de la turbine centrifuge

La turbine centrifuge est d'une grande simplicité, en revanche elle recè le quelques secrets qui si ils ne sont pas connus peuvent dégrader son rendement. Voici quelques représentation en image de la forme générale d'une turbine centrifuge. De la plus simple à la plus compliquée.



Selon l'utilisation la forme change, mais le concept reste le même.
Le flux est ponctionné au centre, pour être éjecté en périphérie.
J'ai récupéré une turbine d'aspirateur de table, elle va me servir à faire mes premières mesures.

Un détail important concernant la structure de cette turbine, il s'agit du petit rebord bien visible sur le seconde photo.
Se bec permet au flux de suivre la forme du support orange, j'ai découpé une zone afin de mettre en évidence le comportement du flux dans cette zone.
Voir le film en référence.

Cette image extrait de Wikipedia Nous montre un compresseur centrifuge de type industriel.

Quelque tests suplémentaire afin de mieux comprendre le comportement du flux visibles au dessous

La vidéo montre le comportement détaillé dans le dessin ci dessus .














Ces images et films de confirmation montre que le vecteur d'expulsion du flux en sortie d'une turbine centrifuge peut être très différent.


Le dessin ci-dessous résume le comportement des molécules d'air vis à vis des pales. La conclusion à toutes ces observations est que l'air se conforme parfaitement aux lois de Newton. Les molécules conservent leur vitesse et leur direction, lorqu'elles ne sont plus guidées donc en sortie de pales.

J'ajouterais un commentaire sur le comportement de l'air sur la pale mixte, selon le dessin montré nous allons obtenir un comportement du type brachistochrone. L'air va entrer dans la pale et subir une forte accélération radiale du à la force centrifuge, et à la courbe de la pale dite hyper-centrifuge pour la première moitié, la forme suivant la première moitié du type centripète, va réorienter le flux dans le sens de rotation du rotor. La vitesse acquise par le flux sera conséquente sans consommer beaucoup d'énergie mécanique.

Les deux vidéos ci-dessous montrent que la direction du flux en sortie du ventilateur n'est pas axiale, mais anglé. Cet angle est relatif à l'orientation des pales comme décrit dans le schéma au dessus. On notera également que les pales sont implantées selon un angle radial du type centripète, c'est la raison pour laquelle, le flux n'est pas expulsé en bout de pales.
Connaissant la vitesse de rotation du ventilateur, il est possible de concevoir une forme de pale adaptée afin que le flux soit expulsé exactement là ou on le souhaite sans avoir besoin de carénage passif autour du ventilateur. l'énorme avantage d'une telle maîtrise, permet d'obtenir un fonctionnement requérant moins de matière, mais surtout autorise un fonctionnement de type ouvert. Ce fonctionnement exclu tout effet Venturi turbulent indésirable, car freinant.