Bonsoir,
à ma connaissance, l'aspirateur le plus efficace est le modèle droit conique, c'est aussi le plus simple à fabriquer, le moins coûteux, et son calcul peut se faire par exemple avec le petit tableau ci-dessus, sans utiliser de CFD !
On peut optimiser sa longueur et son angle d'ouverture à l'aide des courbes ci-dessus, mais pour des petites installations on prend la plupart du temps un angle de 12 à 14°, le critère principal étant plutôt l'agencement de l'installation : à quel niveau placer la turbine, comment loger l'aspirateur, de combien faudra-t-il excaver ce satané radier en granit, etc ...
Quand on n'a pas la place de mettre un aspirateur droit, on en met un coudé ... (ou, selon le Ns, on choisit une autre configuration de turbine). Là aussi, pour les petites installations, le critère principal est l'agencement, et à ce jour j'ai toujours vu le coude placé juste à la sortie de la turbine, de sorte à excaver le moins possible. Un coude de section circulaire progressive n'est pas l'idéal, mais c'est à voir au cas par cas (en fonction de la vitesse d'eau) et le dernier que j'ai vérifié sous BlueCFD n'était pas si mal que ça (bon, ça frisait le rouge sur le petit rayon de courbure).
Je placerai progressivement en ressources une vingtaine de livres papier ou pdf consacrés aux aspirateurs, cela va du guide pratique de chaudronnerie qui détaille les épures des tôles à découper, jusqu'à l'étude "Analysis of the Cavitating Draft Tube Vortex in a Francis Turbine Using Particle Image Velocimetry Measurements in Two-Phase Flow"
, en passant par la cavitation, les vibrations, les régimes intermédiaires, l'injection d'air, l'hydrocône, les Vortex, etc ...
Tout cela est très intéressant à lire quand on a 5 minutes (c'est aussi un bon moyen de s'endormir le soir), mais c'est plus destiné à l'optimisation des grosses centrales hydroélectriques qu'à la conception de l'aspirateur d'une turbine de 20 kW. Il y a actuellement un marché du coté des grosses centrales (je crois qu'EDF a lancé un appel d'offres, avis aux amateurs
), car les méthodes de calcul actuelles sont beaucoup plus puissantes qu'il y a 50 ans, et l'optimisation in situ d'un aspirateur peut améliorer significativement le rendement d'une grosse centrale.
dB-)
