Turbines crossflow (Banki)

[dB-)]

Bonjour,

matériaux plus souples ou ductiles

Ce sont les mots que je cherchais ..

comme l'a mentionné le grand dB-)

Merci mais les années passent, les vertèbres se tassent et les neurones trépassent ...

Les stries sont les traces de fraise

Plus facile à dire qu'à faire, mais un petit ponçage-polissage permettrait de limiter les concentrations de contrainte.

augmenter significativement la fréquence de résonance

En effet, elle va probablement doubler et la crossflow va chanter une octave plus haut

En tous cas félicitations pour cette installation et votre ténacité qui vous permettent de vous éclairer et faire fonctionner des appareils électriques à partir d'une chute d'eau ! On s'en rend compte quand on conçoit et fabrique du matériel, le fonctionnement "24/7/365" demande bien sûr un calcul des efforts, contraintes, etc.., mais aussi un important surdimensionnement pour pallier les problèmes de résonnance, fatigue, oxydation, concentrations de contraintes, défauts des matériaux, etc... Ce n'est pas pour rien que les anciennes turbines des années 1900 qui produisent toujours non stop une vingtaine de kW pèsent une dizaine de tonnes ..

Bonne journée

dB-)

[Papy_brico]

Bonjour à tous,

Il y a inox et inox à voir la soudabilité et la teneur en carbone les rotors cross-flow inox cassent souvent .
Les ruptures sont des ruptures à la fatigue.


dB-) à bien resumé le probléme... pas d'amorce de rupture la soudure sur une partie trop finne peut créer une concentration de tension ...parfois un recuit s'impose.

[Max_B]

Oui, je n'ai pas encore arrêté comment je vais améliorer le rotor pour diminuer sa fatigue et le risque de résonance harmonique, mais dans tous les cas je vais prévoir un recuit.

DB-) a donné un avis sur la température et la durée souhaitable pour un tel recuit, mais je suis preneur d'autres avis sur ce point précis.

[dB-)]

Bonjour,

si vous connaissez la nature exacte de l'inox des aubes, des flasques et des baguettes de soudure, si ces trois matériaux ont des caractéristiques proches, et si vous disposez d'un four précis et programmable (avec courbes de montée et descente en température), alors vous trouverez "facilement" sur le Web les plages de températures et la durée d'un recuit optimal.

A défaut de tout ça, il faut bien se contenter d'approximations et les valeurs que j'ai indiquées me semblent meilleures que l'absence de recuit, évidemment tous les avis sont les bienvenus !

Bonne soirée

dB-)

[dB-)]

Bonjour,

j'étais hier sur un site qui connait un problème avec une turbine crossflow (qui n'est pas d'une marque connue) :

• machine superbe, de conception soignée, usinages nickel, carter surdimensionné, peinture cuite au four, montage méticuleux ..

• mais bruyante, elle vibre, son rendement est moyen, et surtout la roue casse en quelques semaines (déjà 3 roues remplacées)

Donc elle est à l'arrêt et le projet est abandonné, malgré la bonne volonté du client et du constructeur ..

J'ai rampé dans la chambre d'évacuation, barboté un peu dans la poche sous l'aspirateur, et ramené à tâtons une poignée d'aubes en inox ...

2026-07-01-10h03m58.jpg

Je suis loin d'être un spécialiste en crossflow, mais à priori il me semble que :

• le profil des aubes n'est pas fantastique : bords d'attaque et de fuite identiques, épaisseur constante

• l'épaisseur est un peu faible, le type d'inox est inconnu

• il semble y avoir des découpes, donc des concentrations de contraintes

• la soudure des aubes sur les flasques ne doit rien arranger (voir la notion de "recuit" dans les messages précédents)

• le ratio "diamètre de roue - vitesse de rotation" n'est peut-être pas optimal

• la partie "2/3" de la roue mériterait peut être un flasque intermédiaire (au détriment du rendement)

Donc assez gros travail en vue pour essayer de garder cette belle machine, évidemment à faible budget car tout le monde y a déjà laissé ses billes, en remplaçant "juste" la roue double "1/3 - 2/3" et éventuellement en optimisant la vitesse de rotation.

J'ai déjà pas mal de plans de différents constructeurs de crossflow, et pas mal de bouquins :

2026-07-02_101419.png

Le coté qui m'inquiète est la résistance à la fatigue : les calculs sont complexes et ne remplacent pas l'expérience ! Mais les quelques crossflow Powerpal que j'ai vendues et installées il y a une quinzaine d'années tournent toujours, avec la roue d'origine, donc c'est possible !

Prochainement ouverture de la turbine et dépose de la roue pour examen : angles d'entrée et sortie, détection de fissures, etc .. Si j'ai le temps scan 3D et étude en CFC, sinon on s'en passera !

Bonne journée

dB-)

[Max_B]

Alors, pour ce que ça vaut :
Sur ma crossflow perso, dont j'ai exposé les problèmes de rupture d'aubes. Sachant que je ne voulais/pouvais pas dépenser trop, voici ce que j'ai fait :

• remplacé les aubes cassées pas des neuves identiques aux originales
• après ces soudures, recuit tout le rotor dans un four de la potière proche de chez moi comme conseillé plus haut par @db
• percé/taraudé chaque aube au milieu de sa grande dimension pour ajouter une vis qui vient prendre dans la suivante pour faire une chaine de raidisseurs qui remplace un flasque intermédiaire et ainsi divise par deux la longueur des aube soumise à la résonance principale.
• dessiné et fait imprimer en 3D, en plastique assez dense, des entretoises en 2 parties qui viennent s'assembler par collage autour des vis pour les profiler et aussi apporter un matériau différent de moindre rigidité dans l'intention de contrer une éventuelle résonance.

J'ai fait l'ensemble du travail moi même donc pas mal de temps mais que je ne paye pas.
J'ai remis en service cet hiver, le bruit de rotor est moindre et il me semble sur une fréquence différente, même si j'ai du mal à estimer ce point.
Mon impression est que les bons Inox utilisé en usinage sont sujet à la casse sur résonance harmonique.
La turbine est maintenant arrêtée faute de débit dans mon torrent. Je vais bientôt faire une inspection pour voir comment les entretoises plastiques on supporté le flux.

[dB-)]

Bonjour,

merci pour ce retour

Les deux perçages-taraudages au milieu des aubes les affaiblissent, mais les tiges filetées (probablement montées au frein filet fort) ainsi que les entretoises en plastique collées, les renforcent, elle doublent aussi la fréquence de la résonnance et diminuent son amplitude.

Bilan à découvrir dans les prochains mois !

Dans une crossflow, surtout avec quelques dizaines de mètres de chute, les fines aubes sont soumises à très rude épreuve : à chaque tour elle subissent un 1er "choc" de l'eau qui entre (dirigé vers l'intérieur), puis la force centrifuge (extérieur), puis un 2nd "choc" de l'eau qui sort (extérieur), puis à nouveau la force centrifuge (extérieur), et ça recommence ! Tout ceci une dizaine de fois par seconde (pour une 600 tr/min) et si possible pendant des dizaines d'années, soit des milliards de fois !! Si ce n'est pas de la fatigue qu'est-ce que c'est ?

Bonne journée

dB-)

[ericnoharet]

Bonjour,

J'avais échangé techniquement sur le sujet avec un fabricant.
Pour lui, l'inox n'avait pas les caractéristiques de résistance suffisantes.
Surtout pour la fatigue, ce qui rejoint les paroles de Didier...
Et la soudure des aubes bien étudiée pour éviter les contraintes.
Je dois avoir des photos avec différentes mauvaises solutions qui n'ont pas tenues...
Mais je n'ai pas l'ordi sous la main.

Eric

[dB-)]

Bonsoir,

Je dois avoir des photos avec différentes mauvaises solutions qui n'ont pas tenues...

J'en ai quelques unes aussi, mais que je ne peux pas mettre en ligne ..

Vu aussi il y a quelques années sur LBC cette annonce d'une "turbine hydraulique tout inox, construction artisanale, système Ossber..."

Turbine.jpg

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Sans commentaires

Bonne soirée

dB-)

[dB-)]

Bonjour,

Pour lui, l'inox n'avait pas les caractéristiques de résistance suffisantes.

C'est bien possible, et j'ai commencé à étudier les différentes possibilités pour construire la nouvelle roue :

• un constructeur de turbines crossflow utilise de l'acier SS41 : pas vraiment inoxydable, mais courant et facile à approvisionner

• Grok me conseille un "acier inoxydable martensitique 13-14% Cr type CA-6NM (équivalent AISI 431 ou 1.4317 / 1.4410 selon normes)"

• ou, plus courant, un "acier au carbone faiblement allié ou acier de construction de qualité (ex. S355J2, 1.0577, ou ASTM A216 WCC"

A suivre, première étape dépose de la roue, scan 3D, vérification de la géométrie du distributeur et de la roue ..

Bonne journée

dB-)