Les turbines radiales convertissent l’énergie des fluides en travail mécanique. Cet article couvre les turbines centrifuge, Pelton, Francis, Tesla, et Mitchell-Banki.
5 Types de Turbines Radiales dans les Systèmes de Puissance et de Propulsion
Les turbines radiales sont largement utilisées dans divers systèmes de puissance et de propulsion pour convertir l’énergie d’un fluide en travail mécanique. Elles sont souvent privilégiées pour leur efficacité et leur capacité à fonctionner à haute vitesse. Cet article examine cinq types courants de turbines radiales et leurs applications respectives.
1. Turbine Centrifuge
La turbine centrifuge, également connue sous le nom de compresseur radial, est couramment utilisée dans les moteurs à réaction et les turbo-machines. Dans ce type de turbine, le fluide entre axialement et est accéléré radialement par les ailettes du rotor avant de sortir tangiellement. Les principaux avantages des turbines centrifuges incluent une grande capacité d’accélération et une conception robuste adaptée aux applications à haute vitesse.
2. Turbine Pelton
La turbine Pelton est une turbine hydraulique utilisée principalement pour la production d’électricité dans les centrales hydroélectriques. Elle fonctionne en convertissant l’énergie cinétique de l’eau en énergie mécanique à l’aide de godets fixés sur la roue de la turbine. Le fluide impacte tangentiellement les godets, générant ainsi une force radiale qui fait tourner la roue.
3. Turbine Francis
La turbine Francis est une autre turbine hydraulique utilisée dans les centrales hydroélectriques, mais elle est conçue pour des hauteurs de chute moyennes. Elle combine les principes de la turbine radiale et axiale, permettant à l’eau de pénétrer radialement dans le rotor et de sortir axialement. Cette conception hybride permet une conversion plus efficace de l’énergie hydraulique en énergie mécanique.
4. Turbine Tesla
La turbine Tesla, inventée par Nikola Tesla, est une turbine à disque qui utilise des forces de friction et de viscosité pour convertir l’énergie du fluide en mouvement. Contrairement aux autres turbines radiales, la turbine Tesla n’a pas de pales; elle utilise des disques montés sur un arbre rotatif. Le fluide entre tangemment entre les disques, provoquant leur rotation à haute vitesse en raison des forces de frottement.
5. Turbine Mitchell-Banki
La turbine Mitchell-Banki, également connue sous le nom de turbine Cross-Flow, fonctionne de manière similaire à une turbine Pelton mais avec une conception modifiée pour des gammes de débit plus larges. Elle est utilisée principalement dans les petites applications hydroélectriques. Le fluide pénètre dans la turbine transversalement, passe à travers les ailettes du rotor et sort de l’autre côté, générant une force radiale qui fait tourner la roue.
En conclusion, chaque type de turbine radiale a des caractéristiques spécifiques qui les rendent adaptées à diverses applications. Que ce soit pour la propulsion aéronautique, la production d’électricité ou d’autres applications industrielles, la sélection de la bonne turbine dépend des exigences spécifiques du système en question.
