Conduites forcées, busage

[moulino51]

Bonsoir a tous,

Personne n'est a blâmer sur ce post, chacun a apporté des éléments de réponses, avec souvent des données bien insuffisante de la part de l'auteur du post.

Posteur (entre parenthèse) qui ne s'est pas connecté depuis 16 jours

Alors pourquoi Ducro il se décarcasse ?


Gé

[CF21]

moulino51 Alors pourquoi Ducro il se décarcasse ?

Bah pour le coup, c'est juste histoire de comprendre comment on raisonne "hydrauliquement" face à une situation donnée.

Prenons les cas extremes :
1-Conduite totalement ouverte, donc debit maximum, mais pression nulle à la sortie. (puissance nulle)
2-Conduite bouchée, donc debit nul et pression maximum (puissance nulle aussi)
Entre les deux, il faut choisir un debit qui ne fait pas trop perdre de pression.

Quand vous parlez de conduite "totalement bouchée" ou "totalement ouverte", vous parlez de l'extrémité à z=0 où l'eau sort pour entrer dans la turbine (soit par exemple l'injecteur d'une Banki dans le cas présent) ?

Je n'arrive pas à me représenter ce que serait une conduite totalement ouverte à pression nulle à la sortie (Je suis plutôt du genre totalement bouché... ) Dans les turbines à action de type Banki comme celle du site, je croyais de toute façon que les pales travaillaient à pression atmosphérique, donc que l'on cherchait surtout le plus grande vitesse et le meilleur angle

Pour faire plus simple, on peut oublier la Banki, la conduite de jc012 avec ses angles partout, idéaliser le cas en imaginant que l'on reprend à zéro, sans penser à l'équipement en place.

Conditions initiales du problème :
• On a un réservoir qui se remplit à 2,6 m^3/s en moyenne (avec un delta Q de remplissage qui va par exemple 0,5 à 6 m^3/s dans l'année)
• Le réservoir est à une altitude z = 10 m.
• On a une usine qui est à l'altitude z = 0 m
• L'usine est distante de 170 ml du réservoir.

Avec ces critères imposés, on recherche la solution optimale. Vous choisiriez quelle turbine, quelle conduite, pour quelle espérance de puissance ? Et avec quels critères d'optimisation pour minimiser la perte?

[ericnoharet]

Bonjour,

Pour la conduite bouchée ou ouverte, je voulais parler de la sortie au niveau d'eau aval.
La pression est bien nulle, (enfin à la pression atmospherique)


Pour la banki, elle travaille à une pression inferieure à la pression atmospherique, c'est la raison d'etre de l'aspirateur (qui porte ici bien son nom)
Cette pression est "regulée" par une valave calibrée (tarée) pour le site.


Pour vos conditions initatiales simplifiées du probleme, il manque encore pas mal de criteres.
Est-ce qu'on cherche la puissance maximale, le rendement financier maximal (qui depend du prix de vente de l'energie et du prix de l'installation)
Et quelles sont les contraintes de la centrale/conduite.

Pour la conduite, un canal horizontal avec une courte conduite forcée verticale est le meilleur cas question prix, (encore que cela depend du terrain pour faire le canal.)
Mais est-ce possible ?

Quel est le debit d'exploitation (sans eclusées car c'est interdit, sauf cas particuliers) (il existe des fois une tolerance de marnage amont qui permet de "jouer un peu" sur l'eclusée, mais c'est valable uniquement pour des contrats de vente avec des heures de crete.

Bref compliqué de faire simple.

Chaque cas est unique, difficile d'ecrire des generalitées.

Eric

[CF21]

Bref compliqué de faire simple.

En effet

J'ai essayé de comprendre le problème des pertes de charge. J'ai trouvé une formule générale simplifiée de la perte de charge (régulière ou linéaire) pour une conduite circulaire est par mètre :

j = (lambda/D)*v^2/2g

Le lambda en question est estimé par 8g/C^2 où C est le coefficient de rugosité. D'après le traité de Ginocchio et Viollet, les valeurs usuelles de lambda et C en conduite forcée sont 0,01-0,03 pour lambda et 50-88 pour C. (Evidemment, cela dépend en fait de choses plus compliquées, la rugosité du matériau, la turbulence et le nb de Reynolds, genre de truc qu'on trouve sur des abaques et des tables, mais c'est pour avoir des ordres de grandeur)

En prenant le cas proposé en supposant une vitesse de 1m/s dans la conduite (et un lambda de 0,03), la perte de charge j serait de

(0,03/0,7)*(1/(2*9,81)) = 0,0021

Pour 160 m de conduite (au lieu des 170 m avec 2 coudes à 90°), cela ferait une perte de 0,35 m. Pas grand chose par rapport aux 10 m de chute brute. (Les 2 coudes de 90° à l'arrivée doivent en revanche être catastrophiques).

On voit que c'est très sensible à la vitesse, qui est élevée au carré dans le numérateur. Si, dans le calcul ci-dessus, je mets 4 m/s, la perte devient 5,6 m... plus de la moitié de la chute brute!

Donc si ce calcul est correct, je comprends pourquoi on vise 1 m/s (la valeur que vous indiquiez). Et un diamètre qui dépendra du débit d'exploitation.

[ericnoharet]

Re Bonjour,

Vous avez compris !

Vous voyez dans la formule qu'il y a pas mal de parametres.

0.35m pour 10 metres, cela fait 3.5% quand meme, plus 0.30 à 0.5 dans la banki, c'est encore quelque chose.

Et le coeficient de rugosité (reynolds) varie dans le temps, souvent pas dans le bon sens avec la conduite qui rouille.

Pour les coudes à 90° cela depend surtout du rayon du coude, avec un grand rayon, ce n'est pas forcement une grande perte.

Eric

[HGT]

Bonsoir

Je pense que 2 m/s est la vitesse maximum que l'on peut admettre dans une conduite forcée.Si la perte de charge est de 0.35 m à 1m/s elle sera supérieure à 2 m/s ( peut être 1m ) mais nous aurons une puissance supérieure avec deux fois plus d'eau et 9 m de chute ( 10m - 1 m ) qu'avec 9.65m et moitié d'eau. Cela est valable à plein débit mais au fur et à mesure que le débit baisse les pertes de charge diminues également et justement c'est la turbine Banki qui accepte le mieux les variations de hauteur de chute.Si il y a l'eau , il faut équiper à 800 l/s si non équiper en fonction du débit.

Slts.

[caroussel]

Bonjour à tous!

Je me pose des questions sur le principe de fonctionnement des conduites forcées.

On suppose par exemple une chute de 6m et une riviere de module de 1m3/s.

Le débit d'équipement de la turbine peut il être supérieur au module de la rivière pour profiter de gros débits saisonniers? Imaginons un débit d'équipement de 1,4 m3/s. Lorsque la rivière a un débit supérieur, pas de problème, la conduite forcée est complétement chargée et la turbine fonctionne au maximum de son rendement. Par contre, que se passe-t-il si le débit descend autour de 0,8 par exemple? instinctivement on imagine que la conduite n'est plus complétement remplie donc plus complétement en charge mais j'ai du mal à me représenter comment réagit la turbine dans ce cas. Est-elle simplement en fonctionnement partielle avec un rendement inférieur qui est fonction du rapport débit instantané/débit d'equipement?

[PERRET]

Bonjour,

Si l'automatisme de commande du vannage de la turbine fonctionne correctement, celui-ci va se refermer et limiter le débit turbiné de façon à maintenir un niveau correct à la prise d'eau.

Attention, il n'est pas toujours bénéfique de suréquiper un site, sauf si l'on dispose d'une turbine Kaplan à double réglage qui conserve un rendement acceptable à débits partiels.
A éviter absolument avec une turbine hélice ou une Francis ayant une vitesse spécifique (ns) élevé : > 200.

[HGT]

Bonjour,

Le suréquipement n'est pas à craindre cela dépend comment il est fait.Ici il faut équiper avec 2 turbines une de 500 l/s et l'autre de 1000 l/s ce qui permet de fonctionner, avec des turbines banki, de 150 l/s (30% de 150 l/S ) à 1500 l/s.Solution à voir en fonction du caractère de la rivière , du cout de l'investissement par rapport à la production escompté.

Slts.

[PERRET]

Bonsoir,

Difficile de répondre lorsque l'on manque de précisions dans la question.
Mais compte tenu de la puissance maximum envisageable (± 60 kW aux bornes), je doute qu'il soit rentable d'installer, sauf cas particulier, deux turbines.