Les turbines à eau sont des turbomachines qui servent à transformer l’énergie de l’eau en énergie mécanique. Dans la plupart des cas, elles sont utilisées pour entraîner des génératrices pour la production électrique. La turbine à hélice est une turbine à réaction à traversée axiale. Elle présente une vitesse de rotation spécifique élevée et convient pour d’importants débits d’eau et des hauteurs de chute faibles à moyennes. Par conséquent, la turbine à hélice est utilisée comme turbine à eau «classique» dans les centrales hydroélectriques.
Le HM 421 permet d’étudier le comportement caractéristique d’une turbine à hélice à simple réglage en fonctionnement. Le banc d’essai comporte un circuit d’eau fermé avec réservoir, une pompe submersible et une vanne papillon pour ajuster le débit. En ajustant les aubes directrices, on modifie l’angle d’écoulement vers le rotor et ainsi la puissance de la turbine. Un frein à courants de Foucault sans usure sert à solliciter la turbine.
La vitesse de rotation est mesurée sans contact physique à l’aide d’un capteur de déplacement inductif sur l’arbre de la turbine. Pour déterminer la puissance de la turbine, le frein à courants de Foucault est équipé d’un capteur de force pour mesurer le couple de rotation. Les valeurs de pression en entrée et en sortie de la turbine ainsi que la température et le débit sont mesurés par des capteurs. Les valeurs mesurées sont affichées de manière numérique et traitées ultérieurement sur PC. Ici, les données de puissance de la turbine étudiée sont calculées et représentées par des courbes caractéristiques.
