Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

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dB-)
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Re: Turbine Kaplan (double réglage)

Message par dB-) »

Bonsoir,

il y a quantités de montages différents pour le moyeu d'une Kaplan, il est possible que la pale soit simplement retenue par deux demi-lunes ou une couronne vissées dans le moyeu, et qu'elle ait un maneton avec un ergot commandé via une biellette par la croix de Malte, auquel cas elle pourra sortir "facilement" ...

Mais difficile d'y voir quelque chose avec vos photos, qui sont trop petites !

De plus cette turbine a l'air très bizarement construite, avec un grand porte à faux pour l'arbre, une drôle de conception, et pas mal de rouille :-? Quelle est sa marque ?

Bonne soirée

dB-)
d.Beaume, DBH Sarl, 33 les Chênes 88340 Le Val d'Ajol RCS Epinal Siren 510 554 835 capital 50 000 € APE 3511Z TVA FR82510554835
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turbot
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Re: Turbine Kaplan (double réglage)

Message par turbot »

Bonjour,
La turbine est de marque B. MAIER (Allemand) et installée en 1974.

Voici quelques photos complémentaires avec une meilleure définition :

Une fois dévissé, le cache conique se déplace "simplement" sur l'arbre pour laisser apparaître les vis sur la photo.
Cette couronne est solidaire de l'arbre.
Dans un document de l'époque, il est indiqué "l'arbre de la turbine foré creux, en acier SM, bipartite, avec des brides d'accouplement forgées sur l'arbre et avec des boulons filetés, d'env. 4.0m de longueur"
IMG_20190224_120752.jpg
L'arbre doit être en deux parties ?


De l'autre côté, on a la continuité du moyeu de la roue, vers le "déflecteur"
IMG_20190224_120828.jpg
Il y a peut être une bride de ce côté là ?


A priori, à l'origine le moyeu de la roue est arrivé monté avec les 5 aubes indépendamment de l'arbre.

Merci pour votre aide

Cdlt

Turbot
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jejekart
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Re: Turbine Kaplan (double réglage)

Message par jejekart »

Bonjour
D’apres Vos dernier photos
On pense voire des vis CHC
Qui relirais l’arbre et la roue

Je dévisserais c’est vis, l’arbre à l’aire de ce dessolidariser au niveau de la roue
( on vois une arrête sur la roue . )
IMG_0111.jpg
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ericnoharet
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Re: Turbine Kaplan

Message par ericnoharet »

Bonjour,

Je pense comme Jejekart.

C'est l'arbre creux de commande des pales qui fait office de bouchon pour le moyeux de roue.

En enlevant les vis Chc vous devriez pouvoir sortir l'arbre creux.

Attention vous allez voir apparaître une liaison pour désaccoupler aussi la tige de commande des pales.
Il ne faut pas forcer si la tige de commande est encore liée a la croix de malte.

Eric
pierre
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Re: Turbines Kaplan

Message par pierre »

Bonjour
Ma turbine Dumont a 60 ans, révisée pour la dernière fois en 1986, j envisage sa révision totale prochainement.
En 4 ans , surtout en ouvrant les directrices davantage, je suis passé de 55 à 75 kW. Pour 2,95 M3/s sous 3m annoncé.
Dumont a semble t il changer sensiblement le profil des pales pour une quasi même référence, constaté lors de la vente récente d une turbine d occasion.
Mais je n envisage pas pour autant de prendre le nouveau profil.
Mes pales étant abîmées par des chocs probables, il manque de la matière sur les bords d attaque.
En 1986, elles étaient déjà très fines.
Sur quel critère peut on recharger les pales, ou faut il les remplacer?
Dernièrement, il manque des petits morceaux de quelques cm2 dans l angle.
Il y a aussi probablement des problèmes autres.
Merci de vos avis
Pierre
IMG_20181015_213244.jpg
IMG_20181015_213708.jpg
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Mandra-Hydro
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Re: Turbines Kaplan

Message par Mandra-Hydro »

Bonjour Pierre,

Le manque de matière sur les bord d'attaque peut être dû soit à des chocs soit à la cavitations, mais je pense quand même que c'est plutôt dû à la cavitation et à mon sens cela est une usure lié à la vitesse de rotation. En effet si vous tournez plus vite que ce qui est prévu pour le profil de la pâle, il se créer alors un phénomène de cavitation par bulle, et cela use le profil de la pale au fil du temps. Cette théorie pourrait concorder avec vos dire car apparemment vous dites avoir ouvert le vannage pour augmenter la puissance, plus grande ouverture de vannage égale gain de vitesse, égale gain de puissance dans le cas ou la machine n'est pas en phase avec le réseau. Quel type d'alternateur et d’installation électrique avez vous derrière la turbine ?

La partie la plus sensible de la pale se situe à la liaison entre le tourillon et le profil hydraulique (voir photo). Le mieux est de faire un ressuage complet sur toutes les pales pour vérifier qu'il n'y ai pas de fissurations à ces endroits là et à d'autres endroits, on pourrait pousser encore plus loin en faisant de la radiographie pour les fissures interne mais là ça devient un luxe.
Pale (partie sensible).jpg
A mon sens il y a deux critère principaux de rechargement: Le degré d'usure et le coût. La pâle peut être techniquement non rechargeable si elle est vraiment dans un mauvais état; elle peut aussi être économiquement non rechargeable, si il y a vraiment beaucoup de travail et que le rechargement coute plus chers qu'une refabrication à neuf (cas plutôt rare quand même). Le mieux est de faire des devis chez des soudeurs ayant un savoir faire en rechargement et chez des fondeur ayant la capacité et le savoir faire pour fondre des pales, puis de comparer les tarifs. Il faudra aussi prendre en compte de l'usinage des tourillons dans le cas d'une refabrication.

Cordialement
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dB-)
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Re: Turbines Kaplan

Message par dB-) »

Bonjour,

au vu de la faible chute, des pales larges, du profil peu violent et du coté paisible des anciennes turbines (sans parler de la bonne conception des turbines Dumont), je ne crois pas que ce soit de la cavitation.

Pour analyser cela, il faudrait connaître les caractéristiques de cette turbine : altitude du site (?), débit (3300 l/s), hauteur d'eau au dessus (?) et au dessous (?) de la roue, profil et géométrie de pale (apparemment un Ns nominal dans les 600), vitesse de rotation (225 tr/min), diamètre (probablement dans les 1.10 m) ... et aussi, écouter la turbine en fonctionnement !

De plus la cavitation apparait normalement quelques millimètres après le bord d'attaque, coté extrados, ici ce ne semble pas être le cas (il faudrait observer le dessous de la pale et non le dessus).

Enfin, quand ça cavite sérieusement, on s'en aperçoit avant que 35 ans ne s'écoulent !

Par contre, comme le bord d'attaque est en effet très fin, il est bien possible que cette vénérable turbine ait broyé au cours des années moult cailloux ou morceaux de ferrailles ;-)

Comme je peux faire refaire des pales sur mesure, usinées dans un bloc d'inox en CNC 5 axes, soit identiques à l'origine, sinon recalculées pour tel débit-vitesse-chute, je préconise un remplacement des pales ::d (naaann, je blague)

Roues Francis.pdf
2018-12-20-13h54m12.jpg

Bon W.E.

dB-)
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pierre
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Re: Turbines Kaplan

Message par pierre »

Merci de vos réponses
Le mécanisme vis sans fin des directrices ouvrait très peu les directrices, et les pales étaient manoeuvrees par volant.
A la remise en route, pales ouvertes à fond, beaucoup de bulles sortaient.
Après avoir essayé plusieurs vitesses , ça n a rien changé, c est bien d avoir ouvert davantage les directrices qui ont permis de quasi supprimer les bulles côté aspirateur, et de monter la puissance. Il reste un peu d air qui passe par le palier intermédiaire.

Le roue est 2m sous l eau , et 2 m au dessus du fond, env 300m d altitude. Diamètre 998 mm, 140 1700. La dernière poulie installée sur moteur haut rendement donne plutôt 240 trmin.
Par contre elle encaisse les épisodes cevenols avec cailloux et branches. La grille laisse passer 3,5cm.

Je pense essayer de la faire recharger. Faut il faire une analyse du métal avant pour en connaître la nature ?
L éminent ancien ingénieur Dumont m a dit de conserver cet ancien profil qui a fait ses preuves et qui donne plus de puissance que prévu.

Salutations
Pierre
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Mandra-Hydro
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Re: Turbines Kaplan

Message par Mandra-Hydro »

Bonjour,

Je ne suis pas un professionnel en cavitation (qui est un métier de recherche à part entière) et comme je l'ai dit je n’exclue pas le passage de corps solide provoquant une abrasion. Cependant la cavitation en bord d'attaque existe bel et bien comme le montre ce schéma. La problématique est plutôt rare mais elle existe. Une expertise plus poussé avec une analyse sur site, une vue des autres palles, une analyse des conditions d'exploitation, la recherche d'une goulotte pour arrêter les pierre en amont de la turbine, l'étude du sol de la rivière, ainsi que l'analyse des données de fonctionnement de la turbine permettrai de statuer plus correctement sur un phénomène de cavitation en bord d'attaque ou sur un phénomène d'abrasion avec des contacts solide.
Zone de cavitation.JPG
Plus la cavitation est importante plus la perception est flagrante: augmentation des vibrations donc augmentation du bruit. L'inverse est vrai, plus la cavitation est faible, moins elle est perceptible. Une faible cavitation peut grignoter des pales au fil des heures d'exploitations, cela se voit bien avant 35 ans d'exploitation mais pas forcément après 2 mois de fonctionnement. Beaucoup de turbine sont équipé de capteurs de vibrations, cela ne fait pas parti de leur fonction principale mais ils arrivent a détecter les faibles déplacements radiaux lié à la cavitation et les retranscrives en graphique analysable.

Cordialement
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Mandra-Hydro
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Re: Turbines Kaplan

Message par Mandra-Hydro »

Re-bonjour,
pierre a écrit : 13 avr. 2019, 20:31
Je pense essayer de la faire recharger. Faut il faire une analyse du métal avant pour en connaître la nature ?
L éminent ancien ingénieur Dumont m a dit de conserver cet ancien profil qui a fait ses preuves et qui donne plus de puissance que prévu.

Salutations
Pierre

La connaissance du métal de base pour effectuer le rechargement est impérative. Cela permet de déterminer les conditions à employer pour le soudage et de déterminer des matériaux d'apport compatible avec la matière de la pièce. Si ce n'est pas marqué sur des plan il est possible de déterminer la matière par une analyse en confiant un échantillon à un laboratoire.

Cordialement
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