4.4 Turbines vapeur: turbines axiales à action
Principe simplifié
On réalise la transformation de l’énergie de pression de la vapeur en énergie mécanique en deux étapes :
· On transforme l’énergie de pression en énergie cinétique dans les tuyères fixes.
· On transforme cette énergie cinétique en énergie mécanique dans les ailettes mobiles de la roue.
La chute de vitesse absolue dans la roue s’explique
par la déviation de la direction de la vitesse
relative sans nécessairement de variation de son module. La vapeur frappe la roue avec une grande vitesse ce qui la met en mouvement. Quand la vapeur est rejetée en arrière de la roue, sa vitesse devient faible,
voire quasi nulle : toute l’énergie cinétique
à l’entrée de la roue s’est transformée en énergie mécanique, origine de la rotation de la roue.
Pression et vitesse
Toute la chute de pression et d’enthalpie se fait dans les tuyères fixes. La vitesse en entrée de tuyère est faible, c’est la vitesse d’écoulement de la vapeur dans la turbine avec la plus faible énergie cinétique possible. La chute enthalpique dans la tuyère se transforme en énergie cinétique et la vitesse de la vapeur est très grande en sortie pour venir frapper les ailettes. Il n’y a pas de chute de pression autour des ailettes mobiles.
En sortie, la vitesse de la vapeur par rapport à un repère fixe sera très faible : plus elle sera faible, plus cela signifiera que les ailettes ont absorbées l’énergie cinétique, la transformant ainsi en énergie mécanique.