Durée
26h Th, 26h Pr
Nombre de crédits
| Master : ingénieur civil électromécanicien, à finalité | 5 crédits | |||
| Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au deuxième quadrimestre
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
- Classification de turbomachines et utilisation;
- Principes générales: écoulements en repère rotatif; transferts de forces, couple et énergie au sein d'une turbomachine; équation d'Euler; triangles de vitesse, similitude;
- Rappel d'hydraulique: hauteur, circuits hydrauliques, cavitation;
- Principes générales de turbomachines hydrauliques: forces et transferts d'énérgie dans les cascades axiales; étages axiaux et degrée de réaction; écoulements, forces et énergie dans les passages radiaux;
- Pompes et ventilateurs: classification et similitude; composants, bilan énergétique, courbes caractéristiques de machines radiales et axiales; fonctionnement en circuit et régulation.
- Turbines hydrauliques: classification et similitude; composants, bilan d'énergie, courbes caractéristiques et régulation de turbines Pelton/Turgo, Francis, Deriaz/Kaplan/bulbes; cavitation;
- Eoliennes: general principles, limite de Betz, classification et similarité; conception pales d'éoliennes à axe horizontale suivant Betz et Schmitz, régulation;
- Rappel des principes d'écoulements compressibles;
- Principes générales de machines compressibles: cascades supersoniques, diagrammes h-s; définitions de rendements; similitude;
- Compresseurs : bilan énergétique, courbes caractéristiques, fonctionnement de machines multi-étages
- Turbines: étages à réaction vs impulsion, admission partielle; turbines à vapeur: forme et régulation, fonctionnement en condition saturée; charges thermiques et leur mitigation dans les turbines à gaz.
- Applications: propulsion, turbochargement
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Comprendre comment fonctionnent les turbomachines et comment les utiliser en relation avec leur environnement.
Savoirs et compétences prérequis
Thermodynamique, Mécanique générale et mécanique des fluides
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Deux laboratoires (durée : 1 heure) sont organisées avec pour but l'essai d'une pompe centrifuge, l'essai d'une turbine Pelton, l'acquisition et le dépouillement de mesures de pression, de débit et de puissance, et la détermination des performances des machines étudiées.
Une visite aux laboratoires de l'institut von Karman est organisée.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)
Ce cours est organisé tout au long de l'année, par séances de 4 heures, comprenant en générale 3h de théorie et 1h d'exercices.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Des notes de cours sont disponibles, ainsi qu'un recueil d'exercices résolus. Des ouvrages de référence sont proposés.
Modalités d'évaluation et critères
Un examen est organisé en juin sur toute la matière. Durant 4h l'étudiant prépare une question orale portant sur la théorie et deux exercices. Les notes de cours et les tables compressibles peuvent être utilisés. La cote globale consiste d'une somme pondérée des cotes sur la question de théorie, les deux exercices et le rapport de laboratoire.
Stage(s)
Remarques organisationnelles
Contacts
Enseignant : Koen Hillewaert (koen.hillewaert@uliege.be) Assistant : Nicolas Leclère (n.leclere@uliege.be)
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin
Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance
enseignement par le plateforme e-campus
- notes de cours et carnets d'exercices avec solutions en ligne
- cours diffusé en direct sur collaborate
- enrégistrements des sessions mis à disposition
- fora pour questions concernant théorie, exercices et organisation du cours
Matière de l'évaluation
- Classification de turbomachines et utilisation;
- Principes générales: écoulements en repère rotatif; transferts de forces, couple et énergie au sein d'une turbomachine; équation d'Euler; triangles de vitesse, similitude;
- Rappel d'hydraulique: hauteur, circuits hydrauliques, cavitation;
- Principes générales de turbomachines hydrauliques: forces et transferts d'énérgie dans les cascades axiales; étages axiaux et degrée de réaction; écoulements, forces et énergie dans les passages radiaux;
- Pompes et ventilateurs: classification et similitude; composants, bilan énergétique, courbes caractéristiques de machines radiales et axiales; fonctionnement en circuit et régulation.
- Turbines hydrauliques: classification et similitude; composants, bilan d'énergie, courbes caractéristiques et régulation de turbines Pelton/Turgo, Francis, Deriaz/Kaplan/bulbes; cavitation;
- Rappel des principes d'écoulements compressibles: vitesse de son, processus isentropiques et polytropiques, section critique, chocs tuyères, blocage sonique.
- Principes générales de machines compressibles: diagrammes h-s et définitions de rendements; similitude; applications en production d'énergie et propulsion
- Compresseurs : bilan énergétique, courbes caractéristiques, fonctionnement de machines multi-étages
- Turbines: étages à réaction vs impulsion, admission partielle; turbines à vapeur: forme et régulation, fonctionnement en condition saturée; charges thermiques et leur mitigation dans les turbines à gaz.
Méthodes d'évaluation
exercices : session commune pour tous les étudiants en ligne (2/3 des points)
- 2 exercises avec 2-3 sous-questions
- introduction valeurs numériques des réponses par formulaire sur e-campus
- envoi de l'élaboration en forme libre : écrit (scan), script de calcul, texte latex après l'examen
- utilisation de matlab / python / ... permis
- question globales / de compréhension : explication de phénomènes physiques, application de principes générales, liens entre différents chapitres
- 20' préparation après avoir reçu la question
- 20' examen et discussion
Contact
De préférence par les 3 fora sur e-campus (théorie, exercices et organisation) pour des questions d'intérêt général. Les fora sont suivie tous les jours.
par mail:
- koen.hillewaert@uliege.be
- n.leclere@uliege.be (exercices)
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept
Matière de l'évaluation
- Classification de turbomachines et utilisation;
- Principes générales: écoulements en repère rotatif; transferts de forces, couple et énergie au sein d'une turbomachine; équation d'Euler; triangles de vitesse, similitude;
- Rappel d'hydraulique: hauteur, circuits hydrauliques, cavitation;
- Principes générales de turbomachines hydrauliques: forces et transferts d'énérgie dans les cascades axiales; étages axiaux et degrée de réaction; écoulements, forces et énergie dans les passages radiaux;
- Pompes et ventilateurs: classification et similitude; composants, bilan énergétique, courbes caractéristiques de machines radiales et axiales; fonctionnement en circuit et régulation.
- Turbines hydrauliques: classification et similitude; composants, bilan d'énergie, courbes caractéristiques et régulation de turbines Pelton/Turgo, Francis, Deriaz/Kaplan/bulbes; cavitation;
- Rappel des principes d'écoulements compressibles: vitesse de son, processus isentropiques et polytropiques, section critique, chocs tuyères, blocage sonique.
- Principes générales de machines compressibles: diagrammes h-s et définitions de rendements; similitude; applications en production d'énergie et propulsion
- Compresseurs : bilan énergétique, courbes caractéristiques, fonctionnement de machines multi-étages
Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)
exercices : session commune pour tous les étudiants en ligne (2/3 des points)
- 2 exercises avec 2-3 sous-questions distribuées par mail au début de l'examen
- envoi par mail dans la demi-heure de l'élaboration en forme libre : écrit (scan), script de calcul, texte latex après l'examen
- utilisation des notes et exercices permise
- utilisation de matlab / python / ... admise, voire recommandée, mais le programme doit être envoyé et documenté
- session blackboard durant l'examen pour communications, clarifications, ...
- question globales / de compréhension : explication de phénomènes physiques, application de principes générales, liens entre différents chapitres
- pas de développements mathématiques extensifs mais focus sur les hypothèses, limitations, tendances trouvés lors des analyses
- illustration de principes de fonctionnements, graphiques ...
- 30' préparation après avoir reçu la question
- 30' examen et discussion
Contact(s)
De préférence par les 3 fora sur e-campus (théorie, exercices et organisation) pour des questions d'intérêt général. Les fora sont suivis tous les jours.
Pour toute autre question:
- koen.hillewaert@uliege.be
- n.leclere@uliege.be (exercices)