Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

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dB-)
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par dB-) »

Bonsoir,

l'étanchéité de l'arbre inox au niveau du plafond de la turbine se fait par une pièce en bronze comportant des chicanes, c'est une étanchéité dynamique sans frottement (pas d'usure et aucune maintenance).

Selon le régime de fonctionnement de la turbine, il peut passer un goutte à goutte qui est normal et récupéré dans un petit logement, puis aspiré via le tuyau visible sur les photos et la vanne boisseau reliée au départ de l'aspirateur (en dépression).

Dans certains cas l'air ambiant du local peut être chaud et humide alors que le distributeur de la turbine est froid, il apparaît alors de la condensation qui s'accumule dans le logement du distributeur, malgré la ventilation de la génératrice : une crosse tubulaire reliée elle aussi à l'aspirateur via un second robinet boisseau permet de vider cette eau.

En pratique, le premier dispositif sert couramment (on voit un goutte à goutte à travers le tuyau transparent), et je n'ai vu le second servir qu'une fois en 12 ans, par une journée particulièrement moite !

Bonne soirée

dB-)
didier 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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gege65
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par gege65 »

Bonsoir,
très bien, merci pour ces explications.
Bonne soirée.
Loulou18
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par Loulou18 »

Bonjour
il y a un BE sur le coup
fabrice33
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par fabrice33 »

Bonjour à tous,
je recherche à optimiser un moulin qui est équipé actuellement d'un turbine francis(r=55%) de 30kw pour 1.64m3 de débit et une hauteur de chute nette de 3.4m.
Il est fondé en titre pour 68kw. Le contrat se termine en 2026, il faudra que je réinvestisse pour obtenir un nouveau contrat sur 20ans aupres de enedis si j'ai bien compris. Le débit chute en période estivale pour atteindre 0.5m3 en juillet aout et septembre. Serait il judicieux d'installer deux turbines (Kaplan?) afin d'optimiser la production.
Merci d'avance pour vos commentaires, bonne journée
fabrice33
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par fabrice33 »

Je crois que je me sui trompé d'index !! sorry


Edit dB-) messages déplacés
gege65
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par gege65 »

Bonjour,
sur une hélice fixe, quel est l'angle maximum à donner aux pales avant remontage pour avoir la puissance maxi svp?
D = 500mm
Moyeu = 200mm
Merci.
Cdlt.
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dB-)
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par dB-) »

Bonjour,

le principe est que l'eau ne doit jamais subir de changement de direction brutal : quel que soit le type de roue (hélice, Kaplan, Francis, ..), l'eau doit entrer au contact du bord d'attaque sans choc et quitter le bord de fuite sans changement de direction brusque.

Donc, pour chaque point des bords d'attaque et de fuite, le concepteur trace le triangle des vitesses avec à chaque fois :
  • c : la vitesse absolue de la molécule d'eau
  • u : la vitesse absolue du point considéré
  • w = c - u : la vitesse relative de l'eau par rapport à ce point
Pour éviter les chocs au point "p", le profil de la roue doit être parallèle à w

2022-05-02-075440.jpg

Avec une roue hélice venant de fonderie, on ne peut pas modifier l'angle d'incidence et il faut rechercher la vitesse de rotation la mieux adaptée à sa vitesse spécifique, au débit turbiné nominal et à la hauteur de chute.

Un exemple : une turbine hélice asiatique classique a une vitesse spécifique de l'ordre de 760, ce qui donne des angles tels qu'une roue de 600 prendra environ 1 450 l/s sous 4 m de chute et tournera idéalement à environ 530 tr/min

Avec une roue hélice à pales rapportées, il est possible d'ajuster l'angle d'incidence au montage et l'angle optimal en bout de pale est fonction :
  • de la hauteur de chute
  • du débit turbiné
  • du diamètre de roue
  • de la vitesse de rotation
Idéalement il faut connaître aussi la conception du distributeur, qui détermine la vitesse de rotation de l'eau avant le contact de la roue.

=> @gege65 : communiquez SVP les 4 données ci-dessus et on devrait pouvoir déterminer l'angle de calage optimal des pales

Remarque : si le débit diminue, comme la géométrie de la roue hélice est fixe ainsi que sa vitesse de rotation la plupart du temps, les angles ne sont plus respectés et le rendement diminue, ce qui donne la courbe de rendement assez pointue d'une turbine hélice : ce n'est pas un problème sur les sites où le débit est régulier, mais c'est pénalisant sur ceux où le débit est très variable.

Dans ce cas, il est possible de transformer une turbine hélice simple réglage en Kaplan double réglage, c'est ce que nous faisons actuellement sur un site :

2021-05-04-16h21m14 b.jpg
2021-05-12-14h34m49 b.jpg
2022-03-18-14h57m06 b.jpg
2022-03-18-15h10m25 b.jpg
2022-03-18-15h10m33 b.jpg
2022-03-18-16h51m48 b.jpg
2022-03-18-16h51m53 b.jpg
2022-04-28-16h23m34 b.jpg

Bonne journée

dB-)
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par gege65 »

Bonsoir,
waouh, ça c'est de la modif ! Magnifique et surtout super pratique pour les variations de débit.
Beau boulot !

Pour ma partie,
de la hauteur de chute --> 4.50m (en fait environ 4.7m mais soyons prudents)

du débit turbiné --> 1500l/s

du diamètre de roue --> 560mm / tout INOX et usiné (je joins la photo)

de la vitesse de rotation --> 600tr/mn (puisqu'on met la génératrice VEM direct en bout d'arbre)

Idéalement il faut connaître aussi la conception du distributeur, qui détermine la vitesse de rotation de l'eau avant le contact de la roue.
HELICE
helice 3.JPG
interieur turbine.jpg
DISTRIBUTEUR
vue de dessus.jpg
20210606_114124(0)_resized_1.jpg
Directrices 1.jpg

J'en profite pour faire le point sur quelques avancements:
arbre modifié sur butée.jpg
ARBRE AVEC MANCHON FRETTE A CHAUD qui recevra l'arbre bas avec un manchon:
arbre haut vue du bas.jpg
IMG_20220306_115059.jpg
IMG_20220306_114910.jpg
MODIFS PALIER POUR MEILLEUR GRAISSAGE
Rainure de 7mm et perçage de 6x120mm.jpg
Rainure et trou de 6mm.jpg
Bonne soirée.
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par dB-) »

Bonsoir,

d'après vos données, et en considérant un distributeur à directrices Finck classique normalement ouvert, je trouve qu'il faudrait en bout de pales un angle d'environ 21° (angle entre la ligne qui va du bord d'attaque au bord de fuite, et l'horizontale).

Bonne soirée

dB-)
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Re: Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

Message par gege65 »

Bonjour,
Et merci.
Ça me paraît faible 21° !
A vu d'œil, actuellement sur les photos, c'est plus entre 30° et 45° (ou j'ai plus l'œil 😜). Du coup pas optimisé du tout.
Bonne soirée.
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