La mesure des vibrations de la roue d'une turbine hydraulique en opération demeure encore aujourd'hui un dé, particulièrement à l'échelle modèle. L'installation d'appareils de mesure(jauges de contrainte et accéléromètres) sur la roue en rotation a un effet non négligeable sur l 'écoulement du fluide et affecte le comportement structural de la roue (masse ajoutée). Face à ce problème, l'utilisation d'appareils de mesure sans contact localisés sur le repère fixe est une solution intéressante pour mesurer les vibrations d'une structure en rotation. Ce mémoire de maîtrise présente une étude sur l'utilisation de sondes à courant de Foucault localisées sur le repère fixe pour mesurer les vibrations au niveau de la ceinture d'une roue de type Francis en opération. D'abord, une méthode de mesure est développée an d'éliminer le dédoublement des résonances présent dans la réponse en fréquence des mesures de vibrations d'une structure en rotation prises à partir du repère xe. Une validation numérique de cette méthode démontre qu'il est possible de réaliser l'analyse modale de la structure en rotation. Par la suite, un montage expérimental est conçu pour mesurer les vibrations d'un anneau en rotation et immergé sous l'eau an d'appliquer la méthode proposée. Finalement, une campagne de mesures préliminaires est réalisée avec le montage expérimental an de tester les sondes à courant de Foucault pour mesurer les vibrations dans des conditions opératoires similaires à celles retrouvées dans les turbines hydrauliques. Ces mesures préliminaires permettent également d'observer le comportement du montage conçu sur les mesures vibratoires de l'anneau. / The vibrations measurement of hydraulic turbine runners in operation is still actually a challenge, especially at the model scale. It is possible to x sensors on the rotating part likes train gauges and accelerometers, but these sensors have a significant effect on the structural behavior of the runner (added mass) and on the hydraulic ow. To deal with this issue, the usage of a non-contact measuring devices located on the non-rotating frame is an interesting solution to measure the vibrations of a rotating structure. This Master's thesis presents the study of the use of eddy current sensors located on the fixed frame to measure the vibrations of an operating Francis runner's band. First, a measurement method is developed to eliminate the duplication of resonances in the frequency response of the vibration measurements of a rotating structure taken from the non-rotating frame. A numerical simulation of this method shows that it is possible to perform the modal analysis of the rotating structure. Subsequently,an experimental bench test is designed to measure the vibrations of a submerged rotating ring in order to apply the proposed method. Finally, a set of preliminary measurements is achieved with the experimental bench to test the eddy current sensors to measure the vibrations under similar operating conditions that can be found in the hydraulic turbines. These preliminary measurements allow us to observe the behavior of the bench test on the vibration measurements of the ring.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/66561 |
| Date | 07 December 2020 |
| Creators | Dussault, Benoit |
| Contributors | Marcouiller, Luc, St-Amant, Yves |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xii, 93 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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