La turbine à vapeur La turbine à vapeur est une machine à vapeur

La turbine à vapeur
La turbine à vapeur est une machine à vapeur
rotative qui comprend essentiellement
un
générateur de vapeur, composé d'une chaudière et
d'un foyer, là turbine proprement dite, un condenseur
où vient se condenser la vapeur qui a travaillé et une
pompe qui aspire l'eau condensée 'et la refoule à la
chaudière.
Dans la turbine à vapeur, la vapeur commence
par se détendre dynamiquement dans une tuyère
(fig.), en acquérant de la vitesse, puis vient frapper les
Fig. Tuyère de Laval
aubes d'une roue à qui elle cède sa force vive, en
créant un couple. Il y a donc d'abord transformation d'énergie thermique en énergie
cinétique dans la tuyère, puis d'énergie cinétique en travail dans la roue de la turbine.
Lorsque la totalité de la transformation en force vive s'opère dans les tuyères fixes, la
turbine est dite à action ; si au contraire la détente dans les tuyères n'est que partielle et
qu'elle se poursuive dans l'aubage mobile, la turbine est dite à réaction. Le degré de
réaction est le rapport de la force vive produite dans l'aubage mobile à la force vive totale.
On distingue aussi les turbines d'après la direction générale de l'écoulement de la
vapeur dans la machine. Lorsque celle-ci s'écoule suivant un cylindre parallèle à l'axe de
rotation, la turbine est dite hélicoïdale ou axiale. Si elle s'écoule suivant un plan
perpendiculaire à l'axe, la turbine est dite centrifuge ou radiale.
On peut classer les turbines suivant la manière dont on emploie la vapeur. Dans la
turbine ploie la vapeur. Dans la turbine à condenseur, la plus répandue, on utilise toute
la chute thermique disponible depuis la sortie de la chaudière jusqu'au condenseur. Dans
certaines turbines modernes, de grande puissance, la pression de la vapeur va jusqu'à
300 bars et sa température à 620°C. Lorsque la pression est très élevée, le rapport de
détente est considérable et comme la température de surchauffe est limitée par des
considérations de résistances des matériaux, dans les derniers étages, on pénètre assez
profondément dans le domaine de la vapeur saturée. Dès que l'humidité de la vapeur
dépasse 10 à 12%, non seulement les gouttelettes d'eau qui se forment freinent la rotation
des roues et abaissent ainsi le rendement, mais elles provoquent, l'usure de l'aubage
mobile. Pour y remédier, on est conduit à pratiquer la resurchauffe qui consiste à soutirer
totalement la vapeur de la turbine, en point convenable, à la surchauffer à nouveau
sous pression constante et à la ramener à l'étage suivant.
Les turbines à condenseur sont employées surtout à la production thermique de
l'énergie électrique. La vitesse est habituellement normalisée à 3 000 tr/mn, de telle
sorte que la turbine puisse être directement accouplée à l'alternateur, sans engrenages
démultiplicateurs. On réalise couramment des unités de 250 000 kw.
Dans les turbines à contrepression, on évacue la vapeur sous des pressions et des
températures relativement élevées, en vue de son emploi à des usages industriels
(industrie chimique et autres). Au lieu de préparer directement la vapeur nécessaire aux
besoins de la fabrication, on trouve plus avantageux de produire une vapeur plus chaude,
dont la détente dans la turbine fournit, du même coup, la force motrice nécessaire à
l'usine.
Dans les turbines à soutirage, on utilise un condenseur, mais on soutire, en un point
approprié de la turbine, la vapeur destinée aux emplois industriels. Le soutirage peut se
faire en plusieurs points, si l'on a besoin de plusieurs températures de la vapeur. Dans ce
dernier cas, on emploie parfois simultanément le soutirage et la contrepression.
Le principal emploi de la turbine à vapeur est la production de l'énergie électrique,
mais cet emploi est loin d'être le seul. Dans la navigation maritime, la turbine à vapeur
est de plus en plus répandue, surtout lorsqu'on a besoin d'une grande puissance. Dans ce
cas, il est nécessaire d'employer des réducteurs de vitesse pour commander les hélices.
La marche arrière s'obtient soit avec des étages spéciaux, qui tournent à vide en marche
avant, soit avec une turbine spéciale.
Les petites turbines se composent généralement d'une seule roue à action avec un,
deux ou trois étages de vitesses et sont utilisées pour différentes servitudes (éclairages des
locomotives, par exemple).
EXERCICES
1.
Répondez aux questions :
1. Qu'est-ce que c'est la turbine à vapeur ? 2. Qu'est-ce que comprend essentiellement une
turbine à vapeur ? 3. Où commence par se détendre dynamiquement le fluide ? 4. Que
frappe le fluide et que crée-t-il ? 5. Quelles transformations d'énergie ont lieu dans la
turbine à vapeur ? 6. Quelle turbine est dite à action ? 7. Quelle turbine est dite à réaction
? 8. Comment distingue-t-on aussi les turbines ? 9. Quelle turbine est dite hélicoïdale ou
axiale ? 10. Quelle turbine est dite centrifuge ou radiale ? 11. De quelle manière
emploie-t-on la vapeur dans la turbine à condenseur ? 12. Quelles valeurs peuvent
atteindre la pression et la température de la vapeur dans les turbines modernes de
grande puissance ? 13. Quel est le rapport de détente lorsque la pression est très élevée ?
14. Que se passe-t-il dès que l'humidité de la vapeur dépasse 10 à 12% ?
15. Que faut-il faire pour remédier à la baisse du rendement ?
2. Exprimez en français l'idée principale de chaque alinéa du texte avec quelques
phrases courtes.
3. Justifiez l'emploi du pronom relatif où dans le premier alinéa du texte, dites par quel
autre pronom on peut le remplacer.
4. Trouvez dans le texte les phrases à proposition subordonnée de condition et expliquez
la concordance des temps dans ces phrases.
5. Relevez les participes passés dans le texte et dites quelles fonctions ils remplissent.
6. Trouvez les phrases à propositions subordonnées de temps dans le texte et dites
comment vous avez réussi à le faire.
7. Apprenez le vocabulaire ci-dessous :
un alternateur генератор переменного
le soutirage отбор (пара)
тока
la turbine à compression турбина с
противодавлением
un
engrenage
démultiplicateur
понижающая зубчатая передача
la turbine à soutirage турбина с
la force motrice движущая сила
промежуточным отбором пара
une hélice гребной винт
une unité агрегат; блок
la marche arrière задний ход
du meme coup сразу
on ne trouve pas avantageux считается более le réducteur de vitesse редуктор
целесообразным