Bonsoir altoto,
Non je ne pense pas que cela soit réaliste, mais il serait intéressant, vu que c'est un bulbe, de savoir quel est son type de transmission.
Pour un bulbe, il y a plusieurs possibilité:
-Génératrice en directe sur l'arbre de l'hélice.
-Génératrice hors bulbe, par transmission en renvoi d'angle.
-Génératrice hors bulbe, par transmission a courroie.
-Etc...
Des photos de l'ensemble ou un plan nous aiderait bien, car la c'est un peu flou.
Bonne soirée
Gérard
Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice
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moulino51
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
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mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"
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PERRET
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Exemple personnel.
Turbine Kaplan double réglage. Caractéristiques constructives 160 CV - 215 t/mn - 3 m chute nette - 4600 l/s - Ø roue 1250 mm. (108 kW aux bornes génératrice)
Lors de la reprise de l'installation, impossible, en jouant sur l'inclinaison des pales, de dépasser 90 KW aux bornes de la génératrice en hautes eaux (sous une chute nette de ± 2,55 m), suite à une instabilité très marquée de fonctionnement.
Ayant examiné la roue déposée quelques années auparavant, j'avais constaté alors des traces d'érosion sous les pales, côté aval, très marquées, suite à un phénomène de cavitation.
Suite à cela, j'ai fait nettoyer le bief aval, ce qui a permit de gagner environ 0,25 m de chute nette en hautes eaux.
Et miracle, la puissance aux bornes monte allègrement à 147 KW (lorsque le débit de la rivière est suffisant), et plus aucunes traces d'instabilité.
Conséquences : obligé de modifier la ventilation génératrice qui, heureusement, est de bonne composition.
En résumé, même sur une Kaplan double réglage, qui est très souple, tourner trop vite ne permettra pas d’obtenir la puissance maximum possible, et en plus, risque de cavitation.
Turbine Kaplan double réglage. Caractéristiques constructives 160 CV - 215 t/mn - 3 m chute nette - 4600 l/s - Ø roue 1250 mm. (108 kW aux bornes génératrice)
Lors de la reprise de l'installation, impossible, en jouant sur l'inclinaison des pales, de dépasser 90 KW aux bornes de la génératrice en hautes eaux (sous une chute nette de ± 2,55 m), suite à une instabilité très marquée de fonctionnement.
Ayant examiné la roue déposée quelques années auparavant, j'avais constaté alors des traces d'érosion sous les pales, côté aval, très marquées, suite à un phénomène de cavitation.
Suite à cela, j'ai fait nettoyer le bief aval, ce qui a permit de gagner environ 0,25 m de chute nette en hautes eaux.
Et miracle, la puissance aux bornes monte allègrement à 147 KW (lorsque le débit de la rivière est suffisant), et plus aucunes traces d'instabilité.
Conséquences : obligé de modifier la ventilation génératrice qui, heureusement, est de bonne composition.
En résumé, même sur une Kaplan double réglage, qui est très souple, tourner trop vite ne permettra pas d’obtenir la puissance maximum possible, et en plus, risque de cavitation.
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
Claude PERRET
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altoto
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Bonjour Claude,
Et merci pour cette réponse.
Votre turbine irait bien chez moi
Vous n'envisagez pas un passage 97 --> 07 avec changement de turbine par hasard?
Blague à part, ma question est bien là, car comment estimer la vitesse de rotation "optimale" de la turbine?
Je vois dans votre signature que la votre tourne à 215 tr/min, donc quand je parle de faire tourner la mienne à 200 tr/min, cela ne semble pas abhérrant, mais justement jusqu'où je peux aller?
Dans une petite doc "PACER" je trouve une formule de calcul du diamètre de la roue D = f(n, Q, H) et je peux lui appliquer par exemple H= 2m, n=215 tr/min et Q=5.6 m3/s pour obtenir une roue de diamètre 1200mm. Dans cette même doc ils donnent des limites: 65<nq<300 ou 200<ns<950 et j'obtient avec les paramètres précedents nq=304 et ns=877. Cela me semble correct mais encore une fois existe t il un moyen de déterminer quelle était la vitesse de rotation optimale d'une turbine?
Et petite précision, je pense que ce n'est pas réellement un "bulbe" mais une installation en syphon plutôt je pense.
Dès que j eremet la main sur une photo de son site d'origine, j'essaye de la poster.
Et merci pour cette réponse.
Votre turbine irait bien chez moi
Vous n'envisagez pas un passage 97 --> 07 avec changement de turbine par hasard?
Blague à part, ma question est bien là, car comment estimer la vitesse de rotation "optimale" de la turbine?
Je vois dans votre signature que la votre tourne à 215 tr/min, donc quand je parle de faire tourner la mienne à 200 tr/min, cela ne semble pas abhérrant, mais justement jusqu'où je peux aller?
Dans une petite doc "PACER" je trouve une formule de calcul du diamètre de la roue D = f(n, Q, H) et je peux lui appliquer par exemple H= 2m, n=215 tr/min et Q=5.6 m3/s pour obtenir une roue de diamètre 1200mm. Dans cette même doc ils donnent des limites: 65<nq<300 ou 200<ns<950 et j'obtient avec les paramètres précedents nq=304 et ns=877. Cela me semble correct mais encore une fois existe t il un moyen de déterminer quelle était la vitesse de rotation optimale d'une turbine?
Et petite précision, je pense que ce n'est pas réellement un "bulbe" mais une installation en syphon plutôt je pense.
Dès que j eremet la main sur une photo de son site d'origine, j'essaye de la poster.
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PERRET
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Bonjour,
Je vous ai déjà répondu, une Kaplan classique a un ns maximum de l'ordre de 700.
Si le diamètre de la roue est de 1,20 m et la chute nette de 2,40 m, cela conduit à une vitesse de rotation de ± 200 t/mn et une puissance sur l'arbre de ± 81 KW.
Mais tout est possible, cela relève du banc d'essais de laboratoire, pas très facile à réaliser avec une machine de cette taille.
Le plus difficile est de changer de rapport de transmission, sachant qu'avec un alternateur ou une génératrice asynchrone, la vitesse est fixée par la fréquence du réseau.
Ou alors passage par alternateur, redresseurs, convertisseur de fréquence, etc ..., comme sur les VLH ou les éoliennes.
Je vous ai déjà répondu, une Kaplan classique a un ns maximum de l'ordre de 700.
Si le diamètre de la roue est de 1,20 m et la chute nette de 2,40 m, cela conduit à une vitesse de rotation de ± 200 t/mn et une puissance sur l'arbre de ± 81 KW.
Mais tout est possible, cela relève du banc d'essais de laboratoire, pas très facile à réaliser avec une machine de cette taille.
Le plus difficile est de changer de rapport de transmission, sachant qu'avec un alternateur ou une génératrice asynchrone, la vitesse est fixée par la fréquence du réseau.
Ou alors passage par alternateur, redresseurs, convertisseur de fréquence, etc ..., comme sur les VLH ou les éoliennes.
Claude PERRET
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altoto
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Bonjour à tous,
Dans l'incapacité de remettre la main sur une photo et étant trop loin du lieu de stockage de ma turbine, j'ai trouvé sur le net un petit dessin avec photo qui correspond tout à fait à la mienne:
Sinon, après tous ces échanges, je pense qu'ils s'étaient trompés à l'époque car avec comme données (2.4m ; 4 m3/s ; rapport multiplicateur 4.5 ; D = 1200 mm ; géné 1050 tr/min), impossible de retomber sur ses pieds... Et c'est pour cela qu'elle ne devait pas fonctionner
Je pencherai donc vers une Kaplan 2.4m ; 4 m3/s ; 190 tr/min.
Si j'applique les lois de similitude alors sur mon site de 2m, elle prendra 3.65 m3/s pour 173 tr/min.
Donc je pense plutot modifier le rapport de trans pour "garder" les 190 tr/min ce qui me permettra de turbiner 4.5 m3/s avec un Ns de 686 :P
Qu'en pensez-vous?
Sinon deux autres petites questions:
1 - Existe t il de la documentation sur le "calage" des turbine syphon par rapport au niveau de retenue légale? Ou bien avez vous les infos?
2 - L'ordre de grandeur du Ns est il le même pour une Kaplan syphon?
Dans l'incapacité de remettre la main sur une photo et étant trop loin du lieu de stockage de ma turbine, j'ai trouvé sur le net un petit dessin avec photo qui correspond tout à fait à la mienne:
Sinon, après tous ces échanges, je pense qu'ils s'étaient trompés à l'époque car avec comme données (2.4m ; 4 m3/s ; rapport multiplicateur 4.5 ; D = 1200 mm ; géné 1050 tr/min), impossible de retomber sur ses pieds... Et c'est pour cela qu'elle ne devait pas fonctionner
Je pencherai donc vers une Kaplan 2.4m ; 4 m3/s ; 190 tr/min.
Si j'applique les lois de similitude alors sur mon site de 2m, elle prendra 3.65 m3/s pour 173 tr/min.
Donc je pense plutot modifier le rapport de trans pour "garder" les 190 tr/min ce qui me permettra de turbiner 4.5 m3/s avec un Ns de 686 :P
Qu'en pensez-vous?
Sinon deux autres petites questions:
1 - Existe t il de la documentation sur le "calage" des turbine syphon par rapport au niveau de retenue légale? Ou bien avez vous les infos?
2 - L'ordre de grandeur du Ns est il le même pour une Kaplan syphon?
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moulino51
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Bonsoir altoto,
Pour revenir sur l'exemple de Claude, l'exemple était donné pour une configuration en période de crue, et la chute réelle est supérieure a l'exemple sous 2 m.
Si votre turbine est identique a celle de la photo, il s'agit d'une turbine Semi-Kaplan THEE en siphon ( bon on s'y perdais un peu avec le soi-disant bulbe)
La seule adaptation que vous devez faire, est de changer la petite poulie moteur, le calcul du nouveau diamètre est facile a faire.
Maintenant, bien sur vous pouvez envisager de la faire tourner un peu plus vite, mais attention a la cavitation.
Comme c'est une semi-Kaplan, le réglage ne se fait que sur les pales.
La politique de THEE a changé maintenant, mais nous avons pus voir pas mal d'installation sur-équipées a l'époque.
Cette turbine pourrait être installée en siphon, ou en mode classique gravitaire.
La limite du calage d'une turbine en siphon, ne doit être guidée que par le facteur cavitation, et le ns sera identique,
le rendement de même quelque soit la hauteur d'implantation de la turbine, on retrouve la même chose avec les turbines Françis, si la turbine est implantée très basse, c'est la pression qui donne l'énergie, et si la turbine est implantée haute, c'est l'aspiration qui agit.
Bonne soirée
Gérard
Pour revenir sur l'exemple de Claude, l'exemple était donné pour une configuration en période de crue, et la chute réelle est supérieure a l'exemple sous 2 m.
Si votre turbine est identique a celle de la photo, il s'agit d'une turbine Semi-Kaplan THEE en siphon ( bon on s'y perdais un peu avec le soi-disant bulbe)
La seule adaptation que vous devez faire, est de changer la petite poulie moteur, le calcul du nouveau diamètre est facile a faire.
Maintenant, bien sur vous pouvez envisager de la faire tourner un peu plus vite, mais attention a la cavitation.
Comme c'est une semi-Kaplan, le réglage ne se fait que sur les pales.
La politique de THEE a changé maintenant, mais nous avons pus voir pas mal d'installation sur-équipées a l'époque.
Cette turbine pourrait être installée en siphon, ou en mode classique gravitaire.
La limite du calage d'une turbine en siphon, ne doit être guidée que par le facteur cavitation, et le ns sera identique,
le rendement de même quelque soit la hauteur d'implantation de la turbine, on retrouve la même chose avec les turbines Françis, si la turbine est implantée très basse, c'est la pression qui donne l'énergie, et si la turbine est implantée haute, c'est l'aspiration qui agit.
Bonne soirée
Gérard
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PERRET
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Bonsoir,
En principe, le schéma d'installation d'une Kaplan en siphon est celui-ci :
mais d'autres dispositions sont possibles.
La prise d'eau se fait sous le niveau du bief amont
Le bas de la roue (hélice) est située au dessus du bief amont - parfois 1 m ou plus.
Un aspirateur mécanique aspire l'air en partie supérieure du siphon pour amorcer celui-ci et permet de démarrer la turbine.
Au même endroit, normalement fermé, un clapet permet une mise à l'air libre du siphon et de désamorcer celui-ci, provoquant l'arrêt de la turbine.
L'aspirateur se prolonge sous le niveau aval et plonge de 0,5 m ou plus.
L'avantage de ce type de montage est de supprimer la vanne de garde et/ou les directrices orientables, au prix d'un circuit d'eau un peu plus compliqué qui entraine une légère perte de rendement.
Si cette turbine ne fonctionnait pas ou mal, cela pouvait provenir de :
- Prise d'eau insuffisamment immergée, (entrée du siphon) permettant un entrée d'air dans le siphon et un désamorçage partiel de celui-ci. (Vu près de Limoges, sur la Vienne. l'Exploitant agrandissait la prise d'eau - 3 x 4 m environ pour ± 4 m3/s- (dans le granit !), pensant que le manque de puissance en était la cause. Mal conseillé, il ne s'était pas rendu compte que la turbine absorbait autant d'air que d'eau, sinon plus)
- Prise d'air au niveau de l'aspirateur ou du clapet de mise à l'air libre - Mêmes effets.
- Est-ce que système d'orientation de pales fonctionne correctement ? (Vu à Figac après réparation par L.S. !)
Vouloir obtenir un ns de 686 avec cette turbine me semble un peu optimiste mais pas impossible à condition que les circuits d'eau soient parfaits.
En principe, le schéma d'installation d'une Kaplan en siphon est celui-ci :
mais d'autres dispositions sont possibles.
La prise d'eau se fait sous le niveau du bief amont
Le bas de la roue (hélice) est située au dessus du bief amont - parfois 1 m ou plus.
Un aspirateur mécanique aspire l'air en partie supérieure du siphon pour amorcer celui-ci et permet de démarrer la turbine.
Au même endroit, normalement fermé, un clapet permet une mise à l'air libre du siphon et de désamorcer celui-ci, provoquant l'arrêt de la turbine.
L'aspirateur se prolonge sous le niveau aval et plonge de 0,5 m ou plus.
L'avantage de ce type de montage est de supprimer la vanne de garde et/ou les directrices orientables, au prix d'un circuit d'eau un peu plus compliqué qui entraine une légère perte de rendement.
Si cette turbine ne fonctionnait pas ou mal, cela pouvait provenir de :
- Prise d'eau insuffisamment immergée, (entrée du siphon) permettant un entrée d'air dans le siphon et un désamorçage partiel de celui-ci. (Vu près de Limoges, sur la Vienne. l'Exploitant agrandissait la prise d'eau - 3 x 4 m environ pour ± 4 m3/s- (dans le granit !), pensant que le manque de puissance en était la cause. Mal conseillé, il ne s'était pas rendu compte que la turbine absorbait autant d'air que d'eau, sinon plus)
- Prise d'air au niveau de l'aspirateur ou du clapet de mise à l'air libre - Mêmes effets.
- Est-ce que système d'orientation de pales fonctionne correctement ? (Vu à Figac après réparation par L.S. !)
Vouloir obtenir un ns de 686 avec cette turbine me semble un peu optimiste mais pas impossible à condition que les circuits d'eau soient parfaits.
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
Claude PERRET
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altoto
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Pas de pompe a vide ni de clapet...
Par contre une vanne de garde...
Et cela doit bien être une THEE car j'ai trouvé ça sur le net:
Qui correspond tout à fait à ce que j'ai démonté
Donc technologie syphon mais impantation classique? (tout en dessous du niveau amont)
Par contre je ne pense pas pouvoir me fier aux données que j'ai pu recolter (4 m3/s, 2.4m, D=1200mm, rapport multi 4.5 avec géné 1050) car cela me conduit à un N de 234 tr/min! Mais un Ns de 700 qui reste proche des limites que vous annoncez.
C'est pourquoi il me faudra prendre une décision sur ce que je crois être bon!
D'où le choix des valeurs suivantes: 2m , 4.4 m3/s , D=1200mm ce qui conduit en m'imposant N= 190 tr/min un Ns de 690.
Une autre formule de calcul me donne 4.2 m3/s toujours pour un Ns de 690.
Je me dis donc qu'avec un rapport de multi de 1050/190 = 5.5 cela me permettra de conserver la géné 80 kW, et d'essayer d'optimiser le site (juste la poulie géné à reprendre de quelques centimètres).
Pourquoi être "optimiste" avec un Ns de 700 si c'est une limite "pratique".
Dans la littérature je trouve jusque 900 (Doc PACER) ou même encore 1000!
Par contre une vanne de garde...
Et cela doit bien être une THEE car j'ai trouvé ça sur le net:
Qui correspond tout à fait à ce que j'ai démonté
Donc technologie syphon mais impantation classique? (tout en dessous du niveau amont)
Par contre je ne pense pas pouvoir me fier aux données que j'ai pu recolter (4 m3/s, 2.4m, D=1200mm, rapport multi 4.5 avec géné 1050) car cela me conduit à un N de 234 tr/min! Mais un Ns de 700 qui reste proche des limites que vous annoncez.
C'est pourquoi il me faudra prendre une décision sur ce que je crois être bon!
D'où le choix des valeurs suivantes: 2m , 4.4 m3/s , D=1200mm ce qui conduit en m'imposant N= 190 tr/min un Ns de 690.
Une autre formule de calcul me donne 4.2 m3/s toujours pour un Ns de 690.
Je me dis donc qu'avec un rapport de multi de 1050/190 = 5.5 cela me permettra de conserver la géné 80 kW, et d'essayer d'optimiser le site (juste la poulie géné à reprendre de quelques centimètres).
Pourquoi être "optimiste" avec un Ns de 700 si c'est une limite "pratique".
Dans la littérature je trouve jusque 900 (Doc PACER) ou même encore 1000!
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
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moulino51
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Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Bonsoir Altoto,
Il me semble (sauf avis) que le terme serait plutôt "turbine en S".
Bon cela ne change rien a son fonctionnement !
Si vous avez besoin de changer la poulie réceptrice (moteur) pour une plus petite, utilisez une courroie plus grande, et un enrouleur, afin d'augmenter l'arc d'embrassement et de diminuer la tension sur les paliers (vivement recommandé)
Intéressant aussi pour ajuster la tension après rodage, sans toucher a la génératrice.
Bonne journée
Gérard
Il me semble (sauf avis) que le terme serait plutôt "turbine en S".
Bon cela ne change rien a son fonctionnement !
Si vous avez besoin de changer la poulie réceptrice (moteur) pour une plus petite, utilisez une courroie plus grande, et un enrouleur, afin d'augmenter l'arc d'embrassement et de diminuer la tension sur les paliers (vivement recommandé)
Intéressant aussi pour ajuster la tension après rodage, sans toucher a la génératrice.
Bonne journée
Gérard
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Ticapix
Re: Informations sur les proportions d'une Kaplan
Si c'est une THEE ce qui en a l'air pourquoi ne pas leur téléphoner. J'ai déjà eu l'occasion de leur demander de recalculer une vitesse de rotation ( afin d'adapter une machine synchrone en direct), j'ai très bien été accueilli et obtenu tous les renseignements sur un simple coup de fil.
Tiens nous au courant.
TG
Tiens nous au courant.
TG