Les turbines Francis sont couramment utilisées dans les centrales hydroélectriques pour convertir l'énergie cinétique et potentielle de l'eau en énergie électrique. Ce type de turbine hydraulique fonctionne selon les principes d'impulsion et de réaction, ce qui les rend très efficaces pour les applications à moyenne et haute pression.
Voici une description de son fonctionnement :
Débit d'eau : L'eau pénètre dans la turbine par le carter en spirale ou volute, qui dirige le flux vers les aubes directrices.
Aubes directrices : Ces aubes ajustent la direction et la forme de l'écoulement de l'eau en fonction des pales de la turbine. L'angle des aubes directrices est essentiel pour une performance et un rendement optimaux. Ce contrôle est souvent automatique.
Roue de turbine : L'eau s'écoule sur la roue (la partie rotative de la turbine), constituée de pales incurvées. La force de l'eau fait tourner la roue. Dans une turbine Francis, l'eau pénètre radialement dans les pales (de l'extérieur) et ressort axialement (le long de l'axe de la turbine). Cela confère à la turbine Francis un rendement élevé.
Générateur : La roue est reliée à un arbre, lui-même relié à un générateur. Lorsque la roue de la turbine tourne, l'arbre entraîne le rotor du générateur, produisant ainsi de l'électricité.
Eau d'échappement : Après avoir traversé la turbine, l'eau sort par le tube d'aspiration, ce qui permet de réduire la vitesse de l'eau et de minimiser les pertes d'énergie.
Avantages des turbines Francis :
Efficacité : Ils sont très efficaces sur une gamme de débits et de hauteurs d'eau.
Polyvalence : Ils peuvent être utilisés dans une variété de conditions de tête, de moyennes à élevées.
Conception compacte : elles ont une conception relativement compacte par rapport à d'autres types de turbines comme les turbines Pelton, ce qui les rend idéales pour de nombreuses centrales hydroélectriques.
Fonctionnement stable : les turbines Francis peuvent fonctionner sous des charges variables tout en maintenant des performances stables.
Applications :
Centrales hydroélectriques de moyenne à haute chute (cascades, barrages et réservoirs)
Centrales de pompage-turbinage, où l'eau est pompée pendant les périodes creuses et libérée pendant les périodes de pointe.
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Date de publication : 24 février 2025
