Liste thèses soutenues

Joelle NAJIB

Titre anglais : Study of flow conditions in a radial turbine operating at high pressure, high temperature and high rotational speed
Date de soutenance : 14/12/22
Directeurs de thèse : Chakib BOUALLOU, Maroun NEMER

Mots clés en français : Turbine Radiale,Convertisseur d'énergie,Haute Pression,Haute Température,Voiture Hybride,Aubes refroidies,
Mots clés en anglais : Radial Turbine,Energy Converter,High Pressure,High Temperature,Hybrid Car,Blade Cooling,

Résumé de la thèse en français
Le développement de solutions permettant d'électrifier les voitures est un enjeu majeur sur le plan environnemental. D'importants efforts de recherche ont été réalisés dans l'industrie automobile sur les nouveaux carburants et les nouvelles chaînes de traction hybride électrique afin de réduire les émissions de carbone des véhicules. Les systèmes de turbines à gaz ont été identifiés comme l'un des meilleurs convertisseurs d'énergie potentielle pour les chaînes de traction hybride série (SHEV). Le cycle qui nous intéresse dans cette thèse est celui d'une turbine à gaz (avec compression refroidie, régénérateur et réchauffement durant la détente (IRReGT)) car il offre un rendement et une densité de puissance élevés ainsi qu'une consommation de carburant réduite. La présente thèse propose une nouvelle configuration d'un cycle comportant une turbine refroidie dans le but d'augmenter la température à l'entrée de la turbine et le rendement du cycle. Cette thèse s'intéresse particulièrement à la conception de cette turbine radiale refroidie, réalisée à l'aide de l'impression 3D. Il s'agit d'une turbine d'une puissance de l'ordre de 20 kW qui fonctionne à une pression de 9 bars et une température de l'ordre de 1450°C avec des vitesses de rotation allant jusqu'à 120 000 tours par minute. La turbine refroidie conçue a atteint un rendement de 74 %, avec une amélioration de 3 points par rapport au cycle de référence.

Résumé de la thèse en anglais
The development of solutions to electrify cars is a major environmental issue. Major research efforts have been invested in the automotive industry on new fuels and new hybrid electric powertrains to reduce vehicle carbon emissions. Gas turbine systems have been identified as one of the best potential energy converters for series hybrid powertrains (SHEV). The cycle of interest in this thesis is a gas turbine (with cooled compression, regenerator, and reheat during expansion (IRReGT)) because it offers high efficiency and power density as well as reduced fuel consumption. This thesis is interested in proposing a new configuration of the cycle including a cooled turbine to increase the temperature at the turbine inlet and the efficiency of the cycle. This thesis is particularly interested in the design of this cooled radial turbine, manufactured by 3D printing. The turbine has a power of about 20 kW and operates at a pressure of 9 bar and a temperature of about 1450°C with rotational speeds up to 120 000 rpm. The designed cooled turbine achieved an efficiency of 74 %, with an increase of the overall cycle efficiency by 3 points compared to the baseline cycle.

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