Flashcards : Compresseurs et triangles de vitesse (51 cartes)

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1Question

Dans un compresseur, quel gradient de pression rencontrent les couches limites des aubes ?

Réponse

Un gradient de pression adverse.

2Question

Dans un compresseur, quel est l’état des couches limites des aubes face au décollement ?

Réponse

Elles sont proches du décollement.

3Question

Dans une turbine, comment évolue l’écoulement dans les rangées d’aubes ?

Réponse

Il accélère.

4Question

Dans un étage axial, où se trouve la station 1 ?

Réponse

À l’entrée du rotor.

5Question

Dans un étage axial, quelles fonctions la station 2 marque-t-elle ?

Réponse

La sortie du rotor et l’entrée du stator.

6Question

Dans un étage axial, où se trouve la station 3 ?

Réponse

À la sortie du stator.

7Question

Quelle est la relation vectorielle entre C⃗\vec C, W⃗\vec W et U⃗\vec U ?

Réponse

C⃗=W⃗+U⃗\vec C=\vec W+\vec U

8Question

Pour un rotor adiabatique, quelle relation lie le travail massique à la hausse d’enthalpie totale ?

Réponse

cpΔTt=U2Cθ2−U1Cθ1c_p\Delta T_t=U_2C_{\theta2}-U_1C_{\theta1}

9Question

À rayon moyen constant, quelle forme prend l’équation d’Euler ?

Réponse

cpΔTt=UΔCθc_p\Delta T_t=U\Delta C_\theta

10Question

Que ne détermine pas à elle seule l’équation d’Euler ?

Réponse

Elle ne détermine ni la diffusion dans les rangées ni les pertes.

11Question

Quel est le travail spécifique lorsque l’entrée est axiale et que le glissement est pris en compte ?

Réponse

wc=σsU22w_c=\sigma_sU_2^2

12Question

À rayon constant, quelle formule définit le coefficient de charge ψ\psi ?

Réponse

ψ=cpΔTtU2=ΔCθU\psi=\frac{c_p\Delta T_t}{U^2}=\frac{\Delta C_\theta}{U}

13Question

Quelle formule définit le coefficient de débit ϕ\phi ?

Réponse

ϕ=CxU\phi=\frac{C_x}{U}

14Question

Quelle grandeur la rothalpie conserve-t-elle le long d’une ligne de courant à travers un rotor ?

Réponse

La rothalpie I=h+12W2−12U2I=h+\frac{1}{2}W^2-\frac{1}{2}U^2.

15Question

Comment définit-on le degré de réaction Λ\Lambda d’un étage ?

Réponse

Λ=h2−h1h3−h1\Lambda=\frac{h_2-h_1}{h_3-h_1}

16Question

Pour Λ=12\Lambda=\frac{1}{2}, quelle relation lie le swirl moyen absolu à UU ?

Réponse

Cθ1+Cθ22=U2\frac{C_{\theta1}+C_{\theta2}}{2}=\frac{U}{2}.

17Question

À Λ=12\Lambda=\frac{1}{2} et pour le même CxC_x, quelle égalité relie les vitesses W1W_1, C2C_2, W2W_2, C1C_1 et C3C_3 ?

Réponse

W1=C2W_1=C_2 et W2=C1=C3W_2=C_1=C_3.

18Question

À Λ=12\Lambda=\frac{1}{2}, comment la décélération se répartit-elle entre rotor et stator ?

Réponse

Elle se répartit également entre le rotor et le stator.

19Question

Quelle relation donne ψ pour un rotor sans aubes directrices ?

Réponse

ψ=Cθ2U\psi=\frac{C_{\theta2}}{U}

20Question

Quel rapport de pression caractérise typiquement un étage de compresseur ?

Réponse

π≈1,3\pi \approx 1{,}3.

21Question

Quel rapport de pression caractérise typiquement un étage de turbine ?

Réponse

π≈2,5\pi \approx 2{,}5.

22Question

Que désigne la vitesse absolue CC ?

Réponse

La vitesse de l’écoulement dans le repère fixe.

23Question

Depuis quel repère observe-t-on la vitesse relative WW ?

Réponse

Depuis le rotor.

24Question

Quelle égalité relie les composantes axiales dans le triangle de vitesse ?

Réponse

Cx=WxC_x=W_x

25Question

Quel est le signe de WθW_\theta à l’entrée d’un rotor de compresseur ?

Réponse

Wθ<0W_\theta<0

26Question

Quelle expression donne le couple rotorique selon le bilan du moment cinétique ?

Réponse

T=m˙(r2Cθ2−r1Cθ1)\mathcal{T}=\dot m(r_2C_{\theta2}-r_1C_{\theta1})

27Question

Quelle expression donne la puissance transmise par le rotor ?

Réponse

W˙=m˙(U2Cθ2−U1Cθ1)\dot W=\dot m(U_2C_{\theta2}-U_1C_{\theta1})

28Question

Quelle est l’expression du travail d’Euler d’un étage centrifuge avec changement de rayon ?

Réponse

wc=U2Cθ2−U1Cθ1w_c=U_2C_{\theta2}-U_1C_{\theta1}

29Question

Quelle relation relie la vitesse tangentielle de sortie au glissement dans ces conditions ?

Réponse

Cθ2=σsU2C_{\theta2}=\sigma_sU_2

30Question

Quel travail spécifique obtient-on pour U2=500 m s−1U_2=500\ \mathrm{m\,s^{-1}} et σs=0,9\sigma_s=0{,}9 ?

Réponse

225 kJ kg⁻¹.

31Question

Quelle hausse de température totale produit un étage avec U2=500 m s−1U_2=500\ \mathrm{m\,s^{-1}} et σs=0,9\sigma_s=0{,}9 ?

Réponse

224 K.

32Question

Dans quels appareils les compresseurs centrifuges sont-ils utilisés malgré leurs inconvénients ?

Réponse

Dans les petits turbomoteurs, les turbopropulseurs et les groupes auxiliaires de puissance.

33Question

Quel type de compresseur les grands moteurs utilisent-ils ?

Réponse

Des compresseurs axiaux.

34Question

Quelle plage typique de valeurs prend le coefficient de débit ϕ\phi dans un compresseur axial ?

Réponse

0,4–0,70{,}4\text{–}0{,}7

35Question

Quelle plage typique de valeurs prend le coefficient de charge ψ\psi dans un compresseur axial ?

Réponse

0,3–0,50{,}3\text{–}0{,}5

36Question

Quelle est la charge typique d’un étage de turbine axiale, exprimée par ψ\psi ?

Réponse

1–21\text{–}2

37Question

Quelle relation entre les enthalpies découle de la conservation de la rothalpie ?

Réponse

h2−h1=12(W12−W22)+12(U22−U12)h_2-h_1=\frac{1}{2}(W_1^2-W_2^2)+\frac{1}{2}(U_2^2-U_1^2)

38Question

Quelles conditions l’analyse du rotor par la rothalpie suppose-t-elle ?

Réponse

Un écoulement adiabatique et stationnaire dans le repère tournant, sans forces volumiques.

39Question

Quelle est l’expression du degré de réaction pour un étage axial à rayon moyen constant avec C3=C1C_3=C_1 ?

Réponse

Λ=1−Cθ1+Cθ22U=−Cx2U(tan⁡β1′+tan⁡β2′)\Lambda=1-\frac{C_{\theta1}+C_{\theta2}}{2U}=-\frac{C_x}{2U}(\tan\beta'_1+\tan\beta'_2)

40Question

À réaction égale à 12\frac{1}{2}, quelle égalité relie ∣Wθ1∣|W_{\theta1}| et Cθ2C_{\theta2} ?

Réponse

∣Wθ1∣=Cθ2|W_{\theta1}|=C_{\theta2}.

41Question

À réaction égale à 12\frac{1}{2}, quelle égalité relie ∣Wθ2∣|W_{\theta2}| et Cθ1C_{\theta1} ?

Réponse

∣Wθ2∣=Cθ1|W_{\theta2}|=C_{\theta1}.

42Question

À Λ=12\Lambda=\frac{1}{2}, qu'arrive-t-il à la vitesse maximale pour un travail donné ?

Réponse

Elle est minimisée.

43Question

À Λ=12\Lambda=\frac{1}{2}, qu'arrive-t-il à la charge dynamique associée aux pertes pour un travail donné ?

Réponse

Elle est minimisée.

44Question

Pour U=350 m s−1U=350\,\mathrm{m\,s^{-1}}, Cx=180 m s−1C_x=180\,\mathrm{m\,s^{-1}} et ΔCθ=130 m s−1\Delta C_\theta=130\,\mathrm{m\,s^{-1}}, que vaut W1=C2W_1=C_2 si Λ=12\Lambda=\frac{1}{2} ?

Réponse

300 m s−1300\,\mathrm{m\,s^{-1}}.

45Question

Quel travail massique vaut un étage à 50 % de réaction avec les données indiquées ?

Réponse

45,5 kJ·kg⁻¹.

46Question

Quels rapports de température et de pression caractérisent l’exemple avec ηc = 0,88 ?

Réponse

τ = 1,157 et π = 1,574.

47Question

Quelle variation de température totale caractérise l’exemple avec ηc = 0,88 ?

Réponse

ΔTt = 45,3 K.

48Question

Quelles valeurs de ψ et φ caractérisent l’étage à 50 % de réaction ?

Réponse

ψ = 0,371 et φ = 0,514.

49Question

Quel rapport W₂/W₁ = C₃/C₂ caractérise les deux rangées de l’exemple ?

Réponse

0,703, légèrement inférieur au critère de de Haller de 0,72.

50Question

Quel est le degré de réaction Λ du rotor frontal sans aubes directrices décrit ?

Réponse

Λ = 0,67.

51Question

Quel régime doit adopter le rotor frontal avec ψ = 0,67 et W₂/W₁ = 0,55 ?

Réponse

Un régime transsonique.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 16 questions sur Compresseurs et triangles de vitesse.

1. Dans un compresseur axial, une rangée d’aubes voit la pression augmenter dans le sens de l’écoulement. Quel effet cette situation a-t-elle sur les couches limites des aubes ?

2. Pour une première estimation, un ingénieur compare le rapport de pression d’un étage de compresseur à celui d’un étage de turbine. Quelles valeurs typiques doit-il retenir, dans cet ordre ?

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