Comportement dynamique d'une turbine Francis à forte charge. Comparaisons modèle-prototype

Dynamic behaviour at high load of a Francis water turbine. Model/prototype comparisons

¹ IMHEF/EPF Lausanne
² Société Neyrpic, Grenoble

Résumé

Lors d'essais récents sur un modèle de turbine Francis à forte charge, les fréquences pour lesquelles il existait d'importantes fluctuations de pression dans le cône de l'aspirateur ont été relevées. Des mesures nous ont permis de déterminer la souplesse de cavitation de l'aspirateur et ainsi de calculer les fréquences propres du système; ces résultats sont rapprochés des précédents et comparés aux résultats de mesures effectuées sur prototype. Des séries complémentaires de mesures nous ont pemis de déterminer expérimentalement les fréquences propres hydrauliques du montage d'essai sur modèle, à différents points de fonctionnement, par excitation de la partie aval de la machine, en injectant un débit modulé dans le cône de l'aspirateur. Les résultats de ces mesures sont comparés aux résultats précédemment obtenus aussi bien par mesures que par calcul.

Abstract

Frequencies for which important pressure fluctuations developped were studied in recent tests on a Francis turbine model operating at high load. We evaluated through measurements the cavitation compliance within the draft tube and calculated the resonating frequencies of the system. The two sets of results are compared to measurements conducted on the full size prototype. By additionnal testing, we determined experimentally the hydraulic resonating frequencies of the model test rig, for different operating conditions. This was made by injecting an excitation flow in the draft tube cone. Results from these measurements are compared to data obtained from model and prototype tests as well as from calculations.