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Conception et caractérisation numérique d'une pompe à turbine verticale de grande capacité.

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Mbock Singock, Thomas Alphonse (2018). Conception et caractérisation numérique d'une pompe à turbine verticale de grande capacité. Thèse. Université du QUébec en Abitibi-Témiscamingue, École de génie.

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Résumé

La conception et la caractérisation d’une pompe à turbine verticale de grande capacité exigent une bonne connaissance des paramètres de la pompe et de l’impact de la nature des écoulements auxquels elle est soumise. Dans le cadre de ce mémoire, il était question d’améliorer une pompe à turbine verticale (PTV) existante afin qu’elle ait de meilleures performances lorsqu’elle est soumise à un écoulement dont le fluide est de l’eau chargée de particules solides. Partant du point de conception caractérisé par un débit de 396 m3/h, une hauteur manométrique de 35 m et une vitesse de rotation de 1785 tr/min, la pompe a été classifiée comme étant de type Francis. Les approches de dimensionnement de la pompe centrifuge et de la pompe à écoulement mixte ont été combinées pour obtenir les paramètres de l’impulseur, du diffuseur et de la cloche d’aspiration. En appliquant la mécanique des fluides numériques sous le code ANSYSCFX, les résultats ont été obtenus et validés par comparaison avec les résultats expérimentaux fournis par l’entreprise Technosub. L’étude a été faite sur 2, 3 et 4 étages en analysant les champs de pression et les performances. Le modèle ainsi validé a révélé la chute drastique des performances sous l’écoulement diphasique. Une analyse de la vitesse et de la fraction de volume de chaque phase a été faite et a démontré que la géométrie de la pompe sous investigation favorise l’obturation des canaux hydrauliques. Sur cette base, deux types de géométries visant à corriger ce défaut ont été développés. Celle élargissant le canal hydraulique du diffuseur de 13,6% a été adoptée. Avec cette configuration, une nette amélioration a été observée sur le rendement et la hauteur manométrique, alors que la puissance à l’arbre augmentait.

Type de document: Thèse (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Dituba Ngoma, Guyh
Mots-clés libres: Pompe à turbine verticale (PTV), écoulement diphasique, particules solides, impulseur, diffuseur, mécanique des fluides numériques (MFN)
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 06 avr. 2018 13:01
Dernière modification: 06 avr. 2018 13:01
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/747

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