Les turbines à eau sont des turbomachines qui servent à utiliser l'énergie hydraulique. La turbine Francis fait partie des turbines à surpression qui transforment l'énergie de pression de l'eau en énergie cinétique dans le distributeur et dans la roue à aubes. Le distributeur est alimenté en eau par un carter en spirale. L'eau coulante est accélérée dans le distributeur par les aubes directrices ajustables et dirigée sur les aubes de la roue. Le changement de direction et l'accélération continue de l'eau dans la roue à aubes génèrent une impulsion qui est transmise à la roue.  

  HM 150.20 est le modèle d'une turbine Francis qui sert à présenter le fonctionnement d'une turbine à surpression.

  L'appareil d'essai se compose de la roue, du distributeur aux aubes directrices, d'un frein à bande pour solliciter la turbine et d'un carter avec paroi frontale transparente. Ainsi, on peut observer l'écoulement d'eau, la roue à aubes et les aubes directrices pendant l'opération. En réglant les aubes directrices, on modifie l'angle d'écoulement et ainsi la puissance de la roue à aubes.

  Le couple de rotation de la turbine est déterminé à l'aide d'une mesure de force au frein à bande. Pour mesurer la vitesse de rotation, il faut un capteur de vitesse de rotation sans contact, p. ex. HM 082. Un manomètre affiche la pression de l'eau à l'entrée de la turbine.

  L'appareil d'essai est positionné sur le plan de travail du module de base HM 150 d'une manière simple et conforme à la sécurité. L'alimentation en eau et détermination du débit sont également réalisée par HM 150. Alternativement, l'appareil d'essai peut aussi être opéré par le réseau du laboratoire.

  La documentation didactique bien structurée expose les principes de base et guide l’étudiant dans la réalisation des essais.

- introduction de la structure et de la fonction d'une

  turbine Francis
- détermination du couple de rotation, de la

  puissance et du rendement
- représentation graphique des courbes

  caractéristiques pour couple de rotation, puissance

  et rendement