La mécanique des fluides améliore la conception des moteurs de turbines
L'efficacité du transfert thermique et de l'écoulement des fluides dans les systèmes de refroidissement des turbines est un facteur d'efficacité important des moteurs des turbines. Améliorer la conception du moteur permettrait de réduire la consommation de carburant et de rallonger la durée de vie des composants en raison de températures inférieures de l'air de refroidissement du moteur. Une étude a été consacrée aux problèmes de transfert thermique et d'écoulement fluidique des systèmes de refroidissement internes des turbines à gaz afin d'améliorer leur conception. Elle a en particulier porté sur l'efficacité du dispositif d'étanchéité de la jante avec l'analyse de sa structure et de son dispositif d'écoulement. Le positionnement des scellements d'étanchéité par rapport aux autres composants du moteur et les variations de l'intervalle d'étanchéité ont été étudiés. Des corrélations ont été établies qui permettent de réduire le nombre de tests et d'appareils requis durant le développement d'un moteur ainsi que sa consommation de carburant jusqu'à 1% par diminution du débit d'étanchéité au niveau de la jante. Une autre méthode a été utilisée pour améliorer la conception, la modélisation MNF. Cette méthode permet de prévoir en trois dimensions le processus d'absorption du gaz en fonction du temps au niveau de la jante du disque de la turbine. Les flux principaux au niveau annulaire ainsi que les flux des roues avant et arrière sont modélisés pour définir les conditions optimales des intervalles d'étanchéité de la jante. D'autres développements permettront au modèle de mettre en évidence les principaux mécanismes physiques d'écoulement. Ces outils d'amélioration de la conception peuvent servir à la fois aux turbines à gaz génératrices de courant électrique et aux turbines modernes du secteur aéronautique. Ce projet permettra aux fabricants européens de moteurs de turbines d'être plus performants et de rester compétitifs.
