BANC D ESSAI D UNE TURBINE GAZ AXIALE / MOTEUR A REACTION. Applications pédagogiques

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1 BANC D ESSAI D UNE TURBINE GAZ AXIALE / MOTEUR A REACTION Applications pédagogiques - Etude du fonctionnement d une turbine à gaz comme moteur à réaction avec identification de l ensemble des composants - Détermination de la consommation de carburant - Détermination de la consommation du flux d air - Détermination de la poussée spécifique - Détermination du rendement de la turbine - Mesure de températures en différents points - Système de sécurité au fonctionnement de la turbine - Enregistrement de courbes caractéristiques Reproduction interdite Copyright DIDATEC nov.-15- page 1

2 Principe de fonctionnement Le banc TGT 020 permet l étude du fonctionnement d'un moteur à réaction. Le banc comprend les éléments suivant : Un moteur à réaction (avec compresseur radial, chambre de combustion, turbine et tuyère de poussée), un système d alimentation en combustible, un système de démarrage et d allumage et un système de technique de mesure et de commande. Dans le moteur à réaction, l air ambiant aspiré est d abord amené à une pression plus élevée dans le compresseur. Dans la chambre de combustion, le combustible est ajouté à l air comprimé et le mélange créé est brûlé. La température et la vitesse d écoulement du gaz augmentent. De la chambre de combustion, le gaz passe dans la turbine axiale et cède une partie de son énergie à la turbine. Cette turbine actionne le compresseur. Dans la tuyère de poussée, le gaz partiellement détendu et refroidi se détend à la pression ambiante et accélère rapidement presque à la vitesse sonique. Le gaz se dégageant à une vitesse plus élevée crée la poussée. Afin de réduire la température de sortie, le jet d échappement est mélangé à l air ambiant dans un tube mélangeur. Le démarrage de la turbine à gaz s effectue de manière totalement automatique à l aide d un démarreur électrique. La chambre de combustion annulaire se situe entre le compresseur et la turbine. Le support de turbine mobile équipé d un capteur de force permet de mesurer la poussée. La vitesse de rotation, les températures ainsi que les débits massiques de l air et du combustible sont enregistrés à l aide de capteurs. Les valeurs mesurées peuvent être lues sur des affichages numériques. Les valeurs sont transmises vers un PC afin d y être évaluées à l aide d un logiciel fourni. La transmission des données au PC se fait par une interface USB. La conception robuste de cet équipement le rend parfaitement adapté pour une utilisation en milieu scolaire. Sa structure en aluminium anodisée sur roues multidirectionnelles avec freins lui confère une très grande robustesse ainsi qu une grande souplesse d intégration dans vos locaux. La fabrication de cet équipement répond à la directive machine européenne. Illustrations Spécifications techniques Air froid entrant 2- Carter 3- Compresseur 4- Diffuseur 5- Injection de combustible 6- Bougie 7- Chambre de combustion Turbine Poussée Max : 200 N à tr/min Echelle de vitesse : à tr/min Consommation en carburant : max 25 L/h Température des gaz d échappement : 800 C Puissance sonore à une distance de 1 m : 130 db Système de démarrage électrique simple 9- Tuyère de poussée Capteur de force pour mesurer la poussée Réservoir de carburant (kérosène + huile) Volume de 5L Pompe à carburant Coffret électrique Bouton d arrêt d urgence, carte d acquisition avec sortie USB, câble et accessoires Ecran de protection transparent pour une meilleur visibilité et sécurité Pas besoin de lubrification externe pour le banc de réaction (le lubrifiant est directement mélange au carburant) 10- Gaz d échappement à environ 800 C Instrumentation du banc : Capteurs de débit : débit d air entrant, débit de carburant consommé Capteurs de pression : pression d air entrant, pression compresseur, chambre de combustion, gaz d échappement Capteurs de températures : entrée d air, compresseur, fuselage, chambre de combustion, gaz d échappement Echelle C Capteur de vitesse de l arbre : tr/min Capteur de force : 0 +/-300N Reproduction interdite Copyright DIDATEC nov.-15- page 2

3 Spécifications d installation Alimentation électrique : 230 VAC - 50 Hz Carburant : kérosène, huile spécifique mélangé (5L fourni) Système d extraction des gaz d échappement Dimensions : (L x l x H mm) : environ 1500 x 800 x 1700 Poids (Kg): environ 100 Documentation Notice d utilisation Documentation technique Travaux Pratiques Logiciel d acquisition et de contrôle Certificat de conformité CE Note : Dans le cadre d une installation de l équipement par nos services, tous les raccordements aux réseaux doivent se situer à moins de 2m de la machine Logiciel de supervision COMPUTER CONTROLLED AXIAL FLOW GAS TURBINE / JET ENGINE START ST1 SP2 ST2 ST3 SP3 ST4 STOP SP1 ST5 SP4 ST 1 C ST 2 C VIEW DATA ST 3 C ST 4 C ST 5 C QUIT SC 1 SC 2 m3 m3 SC1 SP 1 SV1 SP 3 SP 4 Reproduction interdite Copyright DIDATEC nov.-15- page 3 SF 1 N Version SV 1 : FT TGT rpm 020 fr-a.docxa SP 2

4 T1 T2 SC 2 SP 1 T3 T4 T5 SP 2 SP 3 SP 4 SC 1 SV 1 SF SF Capteur : ST = Température SP = Pression SC = Débit SF = Force SV = Vitesse Acquisition des données et système de contrôle pour la visualisation en temps réel des valeurs de mesure du processus. Le logiciel comprend : - L'image de la machine avec l'emplacement des différents capteurs et leurs valeurs - Le diagramme de la machine - Une zone de graphique pour tracer toutes les données - Le contrôle de la machine (démarrer, arrêter ) Toutes ces valeurs peuvent être enregistrées dans un fichier Excel pour permettre une analyse plus approfondie. Cette application peut être installé sur tout ordinateur (Windows XP, 7, 8...) et est libre de toute licence. CONTENU DE LA PRESTATION La fourniture du banc pédagogique inclue les prestations décrites ci-dessous : Matériel fourni : - un banc d étude d un turboréacteur suivant le descriptif ci-dessus - un lot de flexible pour le raccordement à l eau et l évacuation - un système d acquisition de donnée Documentation fournie : - un manuel de travaux pratiques adapté au banc - une notice technique pour l utilisation du banc - la documentation technique des composants Les documents décrits ci-dessous seront fourni en un exemplaire papier et un exemplaire sous format informatique exploitable sous Word. Certifications : L ensemble fourni est certifié conforme et marqué CE, le certificat est inclus dans la notice technique. La machine est conçue suivant la directive machine 2006/42/CE, norme électrique NFC en vigueur et répond aux exigences inscrites dans le code du travail sur la sécurité des personnes. Reproduction interdite Copyright DIDATEC nov.-15- page 4

5 Livraison : La prestation comprend la livraison du matériel à UIR-RABAT, le déchargement, la mise en place dans l atelier prévu à cet effet, le déballage et l évacuation des emballages. Formation : La prestation comprend la formation des enseignants de l UIR-RABAT sur la prise en main du système, l utilisation et l exploitation pédagogique. Durée de garantie incluse : 3 ans pièces, main d'œuvre, frais de port et déplacement. Condition de la garantie : Article 1 : La garantie couvre l ensemble de la machine et des accessoires fournis en cas de casse mécanique ou de dégradation électrique. Article 2 : La garantie ne couvre pas les frais de réparation liés à des dégradations volontaires ou accidentelles par des utilisateurs. Article 3 : La garantie prendra effet à la date d admission du matériel et sera effective sur une durée de trente-six mois. Reproduction interdite Copyright DIDATEC nov.-15- page 5