Département de génie mécanique, STI - Section de génie mécanique STI-SGM (Laboratoire de machines hydrauliques LMH)

Etude de la dynamique d'une poche de cavitation partielle en vue de la prédiction de l'érosion dans les turbomachines hydrauliques

Dupont, Philippe ; Henry, Pierre (Dir.)

Thèse Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 1991 ; no 931.

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    Résumé
    Les situations les plus érosives liées au phénomène de la cavitation ont été identifiées comme étant associées au développement de poches de cavitation partielles. Le but de cette étude est donc d'analyser les phénomènes qui entrent en jeu dans le processus d'érosion et de là, développer des outils qui permettront de prédire au mieux cette érosion. Notre premier soucis a été d'effectuer des mesures très exhaustives de l'écoulement s'établissant sur et dans le sillage de la poche de cavitation partielle. Cette étude a été menée sur un profil NACA 009 placé dans la verne d'essai du tunnel de cavitation de l'Institut de Machines Hydrauliques et de Mécanique des Fluides de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Les différentes mesures effectuées ont permis d'établir que, d'une part, le développement de la poche partielle est fortement dépendant de la vitesse de référence de l'écoulement, et que, d'autre part, le processus d'érosion, localisé dans la zone de fermeture la poche, est intimement lié à une production de cavités transitoires générées sur l'interface de la poche et favorisé par une dynamique propre à celle-ci. Sur la base de ces considérations, une procédure de calcul est mise en oeuvre pour prédire la position moyenne de la poche et ainsi, la localisation de l'érosion. De plus, l'étude de la dynamique de la poche a permis d'établir le processus de génération des cavités transitoires responsables de l'érosion. Une analogie de ce processus avec le flottement de décollement a permis de poser les bases d'une loi de prédiction du taux d'érosion apparentée aux poches de cavitation partielles dans les turbomachines hydrauliques.