FR3096092A1 - Dispositif et procédé d’essais améliorés de pièce hydraulique de turbomachine - Google Patents

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Abstract

Dispositif et procédé d’essai s amélioré s de pièce hydraulique de turbomachine Dispositif d’essais (1) d’une pièce hydraulique (10) pour turbomachine, le dispositif comprenant une boucle fermée de circulation d’un fluide de travail, la boucle comprenant au moins une pompe de recirculation (7) configurée pour faire circuler le fluide de travail dans la boucle selon un sens de circulation, au moins une vanne de régulation de débit (4) de fluide de travail, au moins un réservoir (A) configuré pour stocker le fluide de travail, une section de test (2) configurée pour abriter la pièce hydraulique (10), le dispositif (1) comprenant en outre un moyen d’injection de gaz (8) configuré pour injecter et dissoudre, à pression atmosphérique, un gaz dans le fluide de travail stocké dans le réservoir (A). Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

Dispositif et procédé d’essais améliorés de pièce hydraulique de turbomachine
Le présent exposé concerne le domaine des pompes à carburant de turbomachines aéronautiques, notamment un dispositif d’essais d’une pompe à carburant de turbomachine, et un procédé de test de pompe à carburant utilisant un tel dispositif.
L’inducteur d’une pompe à carburant a pour but de descendre la pression minimale acceptable en entrée pour assurer le bon fonctionnement de la pompe à carburant. Les inducteurs sont généralement placés en amont sur le même arbre d’entraînement que la roue dans les pompes centrifuges. Leur objectif est notamment de prévenir le phénomène de cavitation et de réduire la charge d'aspiration nette (NPSH, pour « Net positive suction head » en anglais) requise pour qu’une pompe fonctionne correctement.
Le phénomène de cavitation se produit lorsque la pression du liquide chute en dessous de la pression de vapeur du liquide. Il peut générer des vibrations, des bruits et des instabilités de débit qui diminuent les performances de la pompe. Les phénomènes de cavitation sont sensibles à la géométrie de l'inducteur, tels que la forme du moyeu, le nombre de pales, ou la forme du bord d'attaque étudiée. Par ailleurs, les carburants utilisés dans l’industrie aéronautique contiennent une certaine quantité de gaz dissous, qui peut être libérée en cas de chute de pression. En effet, la pompe à carburant du moteur principal fonctionne dans divers environnements en termes de pression et de température. Lorsque l'avion prend de l'altitude, la pression à l'intérieur du réservoir de carburant diminue et un phénomène de dégagement de gaz peut se produire. Ce phénomène peut être associé au développement de la cavitation et à ses instabilités.
Dans le cas de l’apparition du phénomène de cavitation, en cas de chute de pression, la capacité d’accrochage d’une pompe, par exemple basse pression, est un enjeu primordial, car elle impacte le fonctionnement du moteur en cas de panne de pompe de l’avion. L’inducteur est donc, en ce sens, un organe de sécurité.
Le décrochage aérodynamique ne permet plus à la pompe de pousser les gaz dans le bon sens, et la partie « haute pression » de la pompe (en sortie) n’est plus alimentée correctement par le partie « basse pression » (en entrée). Actuellement, il n’existe pas de modèle interne ou d’étude bibliographique estimant de manière fiable la pression minimale atteignable avant que le décrochage de la pompe ne se produise. Ainsi, il est nécessaire, en début de développement, de réaliser des bancs d’essai basse pression pour caractériser les performances de la pompe et notamment sa capacité d’accrochage. Des essais sur les inducteurs montrent que le paramètre majeur impactant la pression d'aspiration est l'aération du fluide, le kérosène contenant de l'ordre de 15% d'air dissous, à pression atmosphérique et à température ambiante. Cependant, les méthodes de conception actuelles ne prennent pas bien en compte ce paramètre majeur et ne permettent pas de prédire la pression minimale atteignable. Il n’existe pas de modèle fiable d’estimation de la pression minimale à laquelle peut « accrocher » un inducteur à carburant. Ainsi, il est nécessaire, en début de développement, de réaliser des essais longs et couteux de pompe basse pression pour caractériser les performances de la pompe et notamment sa capacité d’accrochage.
Il existe donc un besoin pour un dispositif d’essai de pièces hydrauliques permettant de pallier ces inconvénients.
Le présent exposé concerne un dispositif d’essais d’une pièce hydraulique pour turbomachine, le dispositif comprenant une boucle fermée de circulation d’un fluide de travail, la boucle comprenant:
- au moins une pompe de recirculation configurée pour faire circuler le fluide de travail dans la boucle selon un sens de circulation,
- au moins une vanne de régulation de débit de fluide de travail,
- au moins un réservoir configuré pour stocker le fluide de travail,
- une section de test configurée pour abriter la pièce hydraulique, le dispositif comprenant en outre un moyen d’injection de gaz configuré pour injecter et dissoudre, à pression atmosphérique, un gaz dans le fluide de travail stocké dans le réservoir .
Dans le présent exposé, les termes « amont » et « aval » sont considérés selon le sens d’écoulement du fluide dans la boucle. En outre, la pièce hydraulique peut être une vanne, par exemple, ou une pompe de turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, la pièce hydraulique est une pompe de turbomachine, le dispositif comprenant un moteur configuré pour mettre la pompe en rotation autour d’un axe.
La pompe de turbomachine peut être une pompe cinétique, une pompe à jet ou une pompe volumétrique. La suite de la description se réfère à une pompe cinétique. Toutefois, l’invention ne se limite pas aux pompes cinétiques, et peut être appliquée à tous types de pompes hydrauliques sensibles au phénomène de cavitation. Plus généralement, la pièce hydraulique peut être tous types de pièces hydrauliques sensibles au phénomène de cavitation.
La pompe cinétique peut être une pompe à carburant de turbomachine configurée pour tourner autour d’un axe de rotation en étant activée par le moteur. La pompe cinétique est disposée à l’intérieure de la boucle, dans la section de test, de manière à ce que sont axe de rotation soit sensiblement parallèle à la direction d’écoulement du fluide dans la section de test. Le moteur est disposé à l’extérieur de la boucle.
La section de test permet d’étudier les performances de la pompe cinétique lorsque le fluide, mis en circulation dans la boucle par la pompe de recirculation, s’écoule entre l’amont et l’aval de la pompe cinétique.
Le gaz et le fluide de travail sont déterminés de telle sorte que, à pression atmosphérique, le gaz se dissolve dans le fluide de travail. Ainsi, lorsque ledit gaz est injecté dans le réservoir par l’intermédiaire du moyen d’injection, le fluide de travail s’écoulant dans la boucle, notamment dans la section de test, comporte du gaz dissout à la pression atmosphérique et à température ambiante. La présence de ce gaz dissout dans le fluide de travail entraine ainsi, en cas de chute de pression, la libération de bulles de gaz dans l’écoulement. L’apparition de ces bulles de gaz permet par conséquent d’étudier les performances de la pompe cinétique en cas d’écoulement cavitant, en simulant l’apparition d’un tel phénomène de cavitation dans une pompe réelle fonctionnant au kérosène. En effet, les inventeurs ont découvert qu’en dissolvant un gaz dans un fluide de travail, et en choisissant un couple gaz/fluide de travail adapté, une pompe cinétique présentait des performances équivalentes à une configuration dans laquelle elle est testée avec du kérosène. En d’autres termes, en cas de chute de pression, le décrochage de la pompe, en utilisant un couple fluide/gaz, intervient pour des valeurs de pression proches de celles observées en utilisant du kérosène.
Il est ainsi possible d’évaluer les performances d’une pompe cinétique, et d’évaluer sa capacité d’accrochage en tenant compte de l’aération du fluide, tout en s’affranchissant de tests réalisés avec du kérosène, ces derniers pouvant être long et couteux. Il est également possible de dimensionner un inducteur dès le début d’un programme, sans itération sur banc partiel au kérosène. Par ailleurs, les mélanges fluide/gaz testés sont de préférence non inflammables, contrairement au kérosène, améliorant ainsi les conditions de sécurité dans lesquelles sont réalisés les essais.
Dans certains modes de réalisation, la section de test est disposée en aval du réservoir selon le sens de circulation.
Cette disposition permet de calmer le débit d’écoulement du fluide de travail avant de pénétrer dans la section de test.
Dans certains modes de réalisation, le moyen d’injection de gaz comprend une bouteille configurée pour stocker le gaz à une pression comprise entre 180 et 220 bars, et une vanne d’injection configurée pour injecter le gaz stocké dans la bouteille, dans le réservoir.
Il est ainsi possible de transférer aisément le gaz présent dans la bouteille, dans le réservoir contenant le fluide de travail, en ouvrant la vanne d’injection. En effet, l’enceinte du réservoir étant à pression atmosphérique, c’est-à-dire environ 1 bar, au moment de l’ouverture de la vanne, le gaz sous pression présent dans la bouteille pénètre alors dans le réservoir et se dissout dans le fluide.
Dans certains modes de réalisation, le moyen d’injection est configuré pour injecter un taux de gaz dans le fluide de travail compris entre 10% et 35%, de préférence entre 15% et 30%, de préférence encore entre 20% et 25%.
Ces valeurs peuvent être déterminées ou modifiées en fonction de la nature du couple fluide/gaz utilisé. La bouteille comprend un certain volume de gaz stocké à l’intérieur de celle-ci. Le taux de gaz dissous peut être réglé à l’aide d’un débitmètre, qui permet de connaitre la quantité injectée dans un temps donné, jusqu’à obtenir les taux mentionnés ci-dessus lorsque le contenu de la bouteille est injecté dans le réservoir. En cas de chute de pression, ces taux permettent d’obtenir un écoulement cavitant proche des conditions rencontrées lorsque du kérosène est utilisé.
Dans certains modes de réalisation, le fluide de travail comprend de l’eau liquide. Le fluide de travail peut être de l’eau uniquement, ou comprendre un autre liquide tel que de l’huile.
Dans certains modes de réalisation, le gaz comprend du CO2. Le gaz peut être du CO2 uniquement, ou comprendre un autre gaz configuré pour se dissoudre dans le liquide à pression atmosphérique.
Le CO2 présente l’avantage de se dissoudre facilement dans l’eau à pression atmosphérique. Par ailleurs, l’utilisation du mélange eau/CO2 permet de réduire considérablement le coût des essais en comparaison aux essais réalisés avec du kérosène. Le banc d’essai est ainsi rapide à adapter pour effectuer des tests sur la pompe cinétique dès le début de la conception de celle-ci. Ce mélange permet de simuler l’influence de l’aération du carburant dans un moteur réel, notamment de l’air dissout dans le kérosène. Ce mélange étant de plus non inflammable, les conditions de sécurité dans lesquels ces essais sont réalisés sont ainsi améliorées.
Dans certains modes de réalisation, la section de test comprend un tube ayant au moins une paroi transparente.
La présence d’une paroi transparente permet d’observer l’écoulement du fluide de travail dans la section de test, et notamment les phénomènes de cavitation autour de la pompe cinétique. Il est également possible de disposer un moyen d’acquisition d’images telle qu’une caméra.
Dans certains modes de réalisation, le tube a une section rectangulaire. La section de test présente ainsi quatre parois, chacune d’elle étant de préférence transparente. La présence de parois planes et transparentes permet ainsi d’observer l’écoulement dans la section de test de manière fiable, en limitant les phénomènes de diffraction de la lumière.
Dans certains modes de réalisation, la boucle comprend une pompe à vide. La présence de cette pompe à vide permet de diminuer la pression au sein de la boucle, et ainsi de simuler des conditions réelles de vol en altitude.
Dans certains modes de réalisation, la boucle comprend un deuxième réservoir, la pompe à vide étant connectée au deuxième réservoir.
Dans certains modes de réalisation, le deuxième réservoir est disposé en aval de la section de test.
Le deuxième réservoir contient également le fluide de travail, et comporte de préférence une surface libre. Il est ainsi possible de réguler la pression au sein de la boucle par l’intermédiaire de la pompe à vide. La présence de cette pompe à vide connectée au deuxième réservoir permet de diminuer la pression au sein de la boucle, et ainsi de simuler des conditions de vol en altitude d’une pompe présente dans un moteur réel. Cette diminution permet notamment le dégazage du gaz présent dans le fluide de travail, notamment du CO2 présent dans l’eau circulant dans la boucle.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif comprend au moins quatre capteurs de pression fixés sur les parois de la section de test et configurés pour mesurer la pression de l’écoulement au sein de la section de test.
De préférence, au moins deux capteurs de pression sont disposés en aval de la pompe cinétique, et au moins deux capteurs sont disposés en aval de celle-ci. Ils sont chacun fixés sur une paroi de la section de test, de manière à être immergé au moins en partie dans le fluide circulant dans la section de test. Il est ainsi possible, en calculant la moyenne des pressions relevées par les différents capteurs de pression, d’étudier le comportement de l’écoulement autour, notamment en amont et aval, de la pompe cinétique. En particulier, il est possible d’évaluer la pression minimale atteignable par la pompe, avant que celle-ci ne décroche.
Dans certains modes de réalisation, la pompe cinétique est un inducteur de turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, la pompe cinétique est un inducteur couplé à un rouet ou un inducteur couplé à un rouet et une volute, ou un rouet aspirant couplé à une volute. La volute peut être simple ou double avec une section constante ou évolutive.
Le présent exposé concerne également un procédé de test d’une pièce hydraulique utilisant le dispositif selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents, et comprenant :
- la mise en circulation du fluide de travail dans la boucle par l’intermédiaire de la pompe de recirculation,
- la régulation du débit à une valeur prédéterminée à l’aide de la vanne de régulation,
- l’injection et la dissolution du gaz dans le réservoir par l’intermédiaire du moyen d’injection.
Il est ainsi possible d’observer le comportement de la pièce hydraulique, par exemple une pompe cinétique, par l’intermédiaire de la section de test, en tenant compte de l’influence de l’aération du fluide de travail, grâce au gaz dissout dans ce fluide de travail. De préférence, le procédé comporte le relevé des pressions dans la section de test par l’intermédiaire des capteurs de pression.
Dans certains modes de réalisation, la pression dans la boucle est diminuée par l’intermédiaire de la pompe à vide. La diminution de la pression est de préférence progressive. Il est ainsi possible d’observer précisément à partir de quelles valeurs de pression se produit le décrochage de la pompe cinétique.
L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
La figure 1 représente un schéma du dispositif d’essai selon le présent exposé.
La figure 2 représente une vue en perspective de la section de test selon le présent exposé.
Les figures 3A et 3B sont des graphiques comparant le comportement d’une pompe cinétique fonctionnant au kérosène, avec une pompe cinétique testée avec le dispositif du présent exposé.
Dans la suite de la description, les termes « amont » et « aval » sont considérés selon le sens d’écoulement du fluide dans la boucle, représenté par les flèches noires sur la figure 1.
La figure 1 représente schématiquement un dispositif d’essai 1 permettant de tester une pièce hydraulique, par exemple une pompe à carburant. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous, la pièce hydraulique testée est un inducteur 10. Le dispositif d’essai 1 est utilisé pour caractériser l’inducteur 10 dans un régime cavitant et non cavitant. Il comprend un conduit 1a de section circulaire de 80 mm de diamètre, par exemple, formant une boucle fermée dans laquelle un fluide peut circuler.
L’inducteur 10 est disposé dans une section de test 2 et est entraîné par un moteur 3 via un arbre 11, et peut atteindre des vitesses de rotation allant jusqu'à 9000 tr / min, l’ensemble étant adaptable selon le dispositif testé. La vitesse de rotation de l’inducteur est mesurée avec un moyen de mesure de vitesse (non représenté).
Le débit Q de l’écoulement peut être mesuré par un débitmètre 6 disposé entre les réservoirs A et C. Le débit est contrôlé par deux vannes de régulation 4, pouvant être manuelles, situées en amont et en aval de la section de test 2. Une pompe de circulation 7 est installée en série avec l'inducteur 10 pour mettre le fluide en circulation dans la boucle et surmonter les pertes de charge du circuit afin de permettre d’atteindre des débits élevés, par exemple 25m3/h, ces débits pouvant varier en fonction de la pièce testée. De plus, un capteur différentiel de pression DP permet de déterminer la différence de pression entre l’amont et l’aval de la section de test 2.
Selon ce mode de réalisation, la boucle fermée comprend trois réservoirs A, B et C distincts. Le réservoir A sert de réservoir de stockage avec contrôle de niveau et purge d’air. Il contient de l’eau et est disposé en amont de la section de test 2. Un moyen d’injection est disposé sur une paroi du réservoir A, et permet d’injecter et dissoudre du dioxyde de carbone (CO2), en quantité contrôlée, afin de contrôler l'influence du contenu en gaz dissous sur les performances de l'inducteur 10. Un milieu poreux peut par exemple être installé au fond du réservoir A, afin d’injecter du dioxyde de carbone en quantité contrôlée. Le moyen d’injection comprend une bouteille 8 de 10L, par exemple, et une vanne d’injection. Il est ainsi possible après injection, d’assurer un certain taux de CO2 dissous dans l’eau, par exemple 20% de CO2 dans l’écoulement. Avant d'être injecté dans le réservoir A, le dioxyde de carbone est stocké à une pression de 200 bars dans la bouteille 8 montée avec un régulateur, ou débitmètre, afin de pouvoir contrôler le processus d'injection.
Le réservoir B est situé en aval de la section de test 2 et a une surface libre afin de pouvoir contrôler la pression à l'intérieur de la boucle à l’aide d’une pompe à vide 5. Le réservoir C est disposé en aval du réservoir B. Il peut servir de tranquilisateur de l’écoulement, en piégeant des bulles de gaz dans sa partie supérieure.
La section de test 2 est disposée entre deux portions de canalisation 1a de la boucle, par l’intermédiaire de montants étanches 2b, servant également de support pour le dispositif 1. La section de test 2 présente une section rectangulaire, et comprend quatre parois transparentes 2a permettant de minimiser l'effet de réfraction de la lumière. Une caméra haute vitesse peut être utilisée pour prendre des photos à une fréquence d'échantillonnage de 1 kHz ou supérieure en fonction de la résolution souhaitée, par exemple, afin de comparer la dynamique du flux à proximité de l'inducteur 10 dans différentes conditions. Un enregistrement vidéo à haute vitesse peut également être réalisé à 1 kHz avec la caméra haute vitesse en utilisant une DEL rétroéclairée blanche.
La section de test 2 comprend une section d'entrée, en amont de l’inducteur 10, et une section de sortie, en aval de l’inducteur 10. Les sections d’entrée et de sortie sont équipées de moyens de mesures et de conversion de pression, tels que des capteurs ou transducteurs de pression 21, 22 (présentant une plage allant de 0 à 400 kPa), permettant de moyenner la pression extérieure à l’inducteur 10 sur la section choisie, par exemple en quatre points. Dans cet exemple, quatre capteurs de pression 21 (trois capteurs 21 étant visibles sur la figure 2) sont disposés sur la section d’entrée. Plus précisément, un capteur 21 est disposé sur chaque paroi 2a de la section de test 2. De même, quatre capteurs de pression 22 (trois capteurs 22 étant visibles sur la figure 2) sont disposés sur la section de sortie. Plus précisément, un capteur 22 est disposé sur chaque paroi 2a de la section de test 2.
La position des capteurs de pression dans la section d'essai 2 peut être de 1 diamètre (ou 1D) en amont du bord d'attaque de l'inducteur 10 pour les capteurs 21 de la section d’entrée, et de 0,75 diamètre (ou 0,75D) en aval de l’inducteur 10 pour les capteurs 22 de la section de sortie. Le « diamètre » désigne ici le diamètre hydraulique, c’est-à-dire le diamètre du conduit 1a dans le cas présent. Par conséquent, par « 1 diamètre », on comprend une distance égale au diamètre du conduit 1a. La proximité des capteurs de pression 21 avec l'entrée de l'inducteur peut entraîner des fluctuations de la mesure de pression. Afin d'éviter ces fluctuations, le capteur pression différentielle DP permet obtenir la pression générée entre deux tronçons éloignés de l'inducteur 10, par exemple 20 diamètres (20D) ou moins, par exemple 9D ou 7D en fonction des dimensions du dispositif, en amont de la section d’essai 2, (il y a très peu de pertes de charge entre la sortie du réservoir A et l’entrée de la section d’essai 2) et 11,25 diamètres (11,25D) ou moins, par exemple 7D ou 5D en fonction des dimensions du dispositif, en aval de la section d’essai 2. Un échantillon d'eau peut en outre être prélevé au fond du réservoir C avant chaque test, et être analysé par une sonde à CO2 afin de contrôler la concentration (en mg/L) de dioxyde de carbone dissous dans la boucle.
Le dispositif 1 décrit ci-dessus permet de comparer les performances de l’inducteur en régime cavitant et non cavitant. Pour ce faire, la procédure de test sans cavitation est la suivante : à une vitesse de rotation donnée, le débit de circulation de l’eau est augmenté lentement à l’aide de la vanne de régulation située en aval de la section de test, jusqu’à ce qu’une valeur seuil prédéterminée de débit soit atteinte. Dans ce cas de figure, la valeur seuil peut être un débit de 25 m3/h.
La procédure expérimentale en régime cavitant est la suivante: à une vitesse de rotation donnée, le débit est réglé sur une valeur seuil prédéterminée, pouvant être de 20 m3/h dans ce cas de figure. Les conditions initiales sont donc différentes pour chaque vitesse de rotation et chaque débit. La chute de pression d'entrée est réalisée à l'aide de la pompe à vide 5, qui vise également à simuler l'altitude. Le CO2 est injecté de la manière suivante. Après le réglage du débit à 20 m3/h, la vanne reliant la bouteille 8 de CO2 au réservoir A est ouverte en laissant le dispositif fonctionner pendant 10 minutes. De cette manière, le CO2 injecté est dissous de manière homogène.
Dans le présent mode de réalisation, les essais sont effectués sur un inducteur axial 10 à trois aubes (ou palettes), dans des régimes cavitants et non cavitants, en boucle fermée avec de l’eau à température constante comme fluide de travail. Les tests réalisés sur ce dispositif sont par exemple effectués sous une température de T = 18 ± 1°C. Une sonde de température (non représentée) peut être utilisée pour mesurer la température moyenne au cours des tests.
Sur la base des mesures de pression, du débit et de la concentration en CO2, des courbes de charge par rapport à la charge d’aspiration nette (NPSH) sont déterminées pour différents nombres de Reynolds. Les résultats indiquent notamment que le CO2 dissous diminue les performances de l'inducteur: le décrochage de la pompe se produit à un NPSH plus élevé et augmente l'intensité de la cavitation. En effet, lorsque le dégazage a lieu, de petites bulles de gaz sont observées et le flux monophasé se transforme en un mélange homogène à deux phases.
Les figures 3A et 3B montrent des exemples de mesures effectuées sur l’inducteur 10 à trois aubes (ou palettes), tournant à une vitesse de 6800 tr/min (tours par minutes), avec un débit d’écoulement de 1000 l/h (litres par heure, fig. 3A), et 10000 l/h (fig. 3B). Les courbes montrent l’évolution de la hauteur manométrique (pression à l’entrée) H en fonction de la pression minimale NPSH nécessaire à l’aspiration de la pompe. La hauteur manométrique H est définie par H=P/ρg, ou P est la pression, ρ la masse volumique du fluide et g l’accélération de la pesanteur. Les relevés X (points noirs) montrent les valeurs relevées en l’absence de CO2 dans l’écoulement, les relevés Y (points gris) montrent les valeurs relevées avec 20% de CO2 dans l’écoulement, et les relevés Z (points blancs) montrent les valeurs relevées dans le cas du kérosène. Les relevés Z ont été obtenus sur un banc identique à celui du présent mode de réalisation avec de l’eau et du CO2, et avec les mêmes composants. Les moyens de mesure ont été placés aux mêmes endroits, afin d’obtenir une comparaison fiable des différents relevés. La chute de la courbe Z sur la figure 3A montre une dynamique de l’écoulement similaire entre les courbes Z et Y. Le NPSH est quasiment identique au décrochage. Les courbes Y et Z se superposent, le comportement dynamique étant sensiblement identique pour le débit à 10 000 l/h (fig.3B). Le décrochage de la pompe se produit pour des valeurs proches de NPSH, pour les courbes Y et Z. Les performances de la pompe dans le cas du mélange eau/CO2 sont donc transposables au kérosène.
Compte tenu de ces données, il est ainsi possible, par l’intermédiaire de ce dispositif, d’étudier le comportement d’une pompe, ici de l’inducteur 10, lorsqu’elle fonctionne dans des conditions réelles avec du kérosène. En particulier, la présence du CO2 dans l’eau permet de simuler l’influence de l’aération du kérosène. Cela permet notamment de mieux comprendre les phénomènes en jeu afin d’adapter les pratiques de conception, et de permettre de dimensionner la pompe ou critiquer les dimensionnements de fournisseurs dès le début de la phase d’étude de l’inducteur.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims (10)

  1. Dispositif d’essais (1) d’une pièce hydraulique (10) pour turbomachine, le dispositif comprenant une boucle fermée de circulation d’un fluide de travail, la boucle comprenant:
    - au moins une pompe de recirculation (7) configurée pour faire circuler le fluide de travail dans la boucle selon un sens de circulation,
    - au moins une vanne de régulation de débit (4) de fluide de travail,
    - au moins un réservoir (A) configuré pour stocker le fluide de travail,
    - une section de test (2) configurée pour abriter la pièce hydraulique (10), le dispositif (1) comprenant en outre un moyen d’injection de gaz (8) configuré pour injecter et dissoudre, à pression atmosphérique, un gaz dans le fluide de travail stocké dans le réservoir (A).
  2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel la pièce hydraulique (10) est une pompe de turbomachine, le dispositif comprenant un moteur (3) configuré pour mettre la pompe en rotation autour d’un axe.
  3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la section de test (2) est disposée en aval du réservoir (A) selon le sens de circulation.
  4. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen d’injection de gaz (8) comprend une bouteille configurée pour stocker le gaz à une pression comprise entre 180 et 220 bars, et une vanne d’injection configurée pour injecter le gaz stocké dans la bouteille, dans le réservoir (A).
  5. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le fluide de travail comprend de l’eau liquide, et le gaz comprend du CO2.
  6. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la section de test (2) comprend un tube de section rectangulaire ayant au moins une paroi (2a) transparente.
  7. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la boucle comprend un deuxième réservoir (B) en aval de la section de test (2), et une pompe à vide (5) connectée au deuxième réservoir (B).
  8. Dispositif (1) selon la revendication 6 ou 7, comprenant au moins quatre capteurs de pression (21, 22) fixés sur les parois (2a) de la section de test (2) et configurés pour mesurer la pression de l’écoulement au sein de la section de test (2).
  9. Procédé de test d’une pièce hydraulique (10) utilisant le dispositif d’essais (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, et comprenant :
    - la mise en circulation du fluide de travail dans la boucle par l’intermédiaire de la pompe de recirculation (7),
    - la régulation du débit à une valeur prédéterminée à l’aide de la vanne de régulation (4),
    - l’injection et la dissolution du gaz dans le réservoir (A) par l’intermédiaire du moyen d’injection (8).
  10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la pression du fluide dans la boucle est diminuée par l’intermédiaire de la pompe à vide (5).
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