COMMENT FONCTIONNE UNE TURBINE À GAZ ?
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Typology: Essays (high school)
2021/2022
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COMMENT FONCTIONNE UNE TURBINE À GAZ?
- (^) GRANDS PRINCIPES
- (^) APPLICATIONS
GRANDS PRINCIPES
Poussée = F W(VJet -Vvol) Vvol W VJet W Froid Lent Petit Chaud Rapide Gros Drag (^) Traînée 3 Gaz
Qu’est-ce que la poussée?
Qu’est-ce qui propulse un aéronef?
Ou…
Pas très moral…
Pas infini…
Deuxième rappel: Mécanique des fluides
GRANDS PRINCIPES
Tuyère divergente
Tuyère convergente
Pression Vitesse Pression Vitesse Température Température
Évolution du fluide à la sortie
Augmentation ou diminution?
Qu’est-ce qu’on recherche?
W Vvol W Vjet F = W x (Vjet - Vvol ) Une augmentation de la vitesse de l’air à la sortie de la turbine
Comment?
Entrée En aspirant l’air ambiant
GRANDS PRINCIPES
En comprimant l’air aspiré Compresseur Tuyère d’éjection En détendant l’air chaud qui acquiert une grande vitesse à la sortie Turbine En provoquant une explosion (combustion) de kérosène avec l’air comprimé Chambre de combustion
Le plus grand problème?
Il faut donc réduire la vélocité du jet sortant pour:
- (^) économie de carburant
- réduction du bruit En autant que Vjet > Vvol Entrée d’air froide et lente Poussée = F = W(Vjet - Vvol ) Proportionnel à Vjet Jet chaud et rapide avec énergie cinétique ½ W Vjet 2
GRANDS PRINCIPES
Consommation de carburant = Proportionel à V^ jet^2
Le carburant $$$$
La solution à la consommation de carburant?
Turbojet Turbofan
GRANDS PRINCIPES
Rappelez-vous! F = W (V
jet
- V vol
On augmente l’entrée d’air! F = (V
jet
- V vol W ) RETOUR AU DÉBUT
APPLICATIONS
Turboprop – petit avion à hélice
F = W (V
jet
- V vol
) F = W (V
jet
- V vol
L’origine de la longueur des
pales d’hélicoptère…
Application industrielle
(génératrice)
Turboshaft - hélicoptère
Vitesse = 4000 tours/min Couple de 90,000 livre-pieds (voiture ≈ 200) 90,000 Hp 90,000 livres de poussée Peut éjecter une voiture à 160 pieds 15 x pression d’un pneu de voiture 9 pieds de diamètre
Quelques chiffres (turbine à gaz – Airbus 340)
Turbine et nacelle Poids de 16,000 livres
Wair = 2650 lb/s
Au décollage, la consommation d’essence est de 9 litres/seconde
PRÊT POUR LE DÉCOLLAGE?
RÉALISATION: JEAN-FRANÇOIS CHEVRIER
SOURCE DES IMAGES: ROLLS-ROYCE PLC FORMATRICES: MONIQUE DUGAL, KATLEEN DESLAURIERS ET NADÈGE FIOT TIC DANS L’ENSEIGNEMENT AUX MOYENS ET GRANDS GROUPES FPE PROGRAMME COURT EN PÉDAGOGIE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR AUTOMNE 2004