aube

Une aube est une pale incurvée montée sur le rotor d'une turbine à vapeur ou à gaz. Un fluide chaud et à haute pression s'écoule à travers les aubes, poussant chacune vers l'avant et faisant tourner le rotor à des vitesses atteignant 3 600 tr/min ou plus. L'aube convertit l'énergie cinétique du fluide en mouvement en une rotation mécanique, qui entraîne un générateur, un compresseur ou une pompe.

Les aubes ne sont pas uniformes dans une turbine. Les aubes des premiers étages, les plus proches de l'entrée de vapeur ou de gaz, subissent des vitesses et des températures plus élevées, dépassant souvent 1 000 degrés Fahrenheit (538 °C) dans les turbines à vapeur. Les aubes des étages ultérieurs sont plus longues et plus larges car le fluide se dilate et ralentit en traversant la machine. Une grande turbine à vapeur peut contenir 50 rangées d'aubes ou plus, chaque rangée contenant des dizaines d'aubes individuelles boulonnées ou brasées au disque du rotor.

La forme d'une aube est essentielle à la performance. La plupart des conceptions modernes utilisent un profil aérodynamique, similaire à une aile d'avion, qui maximise la force générée lorsque le fluide s'écoule sur les surfaces incurvées. Le col de l'aube, le passage le plus étroit entre les aubes adjacentes, doit équilibrer l'accélération du flux et la création d'une turbulence excessive. Une mauvaise aérodynamique des aubes gaspille de l'énergie sous forme de chaleur et de vibrations.

Modes de défaillance courants et matériaux

Les aubes peuvent se détériorer par érosion, corrosion, fatigue thermique et vibrations mécaniques. Dans les turbines à vapeur fonctionnant avec de la vapeur humide, les gouttelettes d'eau impactent et enlèvent progressivement de la matière des surfaces des aubes. La corrosion se produit lorsque le condensat ou les produits de combustion attaquent le matériau de l'aube. Les aubes sont généralement moulées à partir de superalliages à base de nickel tels que l'Inconel ou le Mar-M pour les turbines à gaz, qui tolèrent des températures extrêmes, tandis que les aubes de turbine à vapeur sont souvent en acier inoxydable ou en titane pour les applications à basse température.

Le terme aube vient de sa ressemblance visuelle avec une aube de roue à eau, bien que les aubes de turbine soient beaucoup plus précisément conçues. Dans certaines régions et dans des textes plus anciens, les aubes sont appelées pales ou ailettes; ailette fait plus souvent référence aux aubes stationnaires qui dirigent le flux, tandis que pale ou aube décrit les composants mobiles montés sur le rotor. La distinction est importante dans la documentation technique et les manuels d'équipement.