Turbines Francis

[PERRET]

Bonsoir,

Les glissières figurent en marron sur le petit plan en bas et à gauche.
En tout cas, un beau petit moulin, en pierre de taille, il me semble, à l'origine.
Encore quelques heures de travail, un toit en ardoises je présume, ce sera magnifique.
Il faudra me dire, quand tout sera fini, où c'est pour admirer et vous complimenter par le travail réalisé.

Bon courage !

[Gilles21]

Bonjour Monsieur Perret, bonjour à tous
Merci pour vos encouragements, j'en ai bien besoin car les travaux n'en finissent pas ..............et le temps file, file, file.........
Ici, c'est plutôt la tuile ( bourguignonne puisque nous sommes en Bourgogne ) .
Le moulin était beaucoup plus grand et comportait quatre étages. Gamin, je l'ai vu détruire au tout début des années cinquante par l'ancien propriétaire et il ne reste que quatre pans de mur autour de la chambre d'eau.
Il comportait une meule à huile que l'on aperçoit sur la photo( colza, moutarde, navette et noix ) et une meule à froment qui était entrainées par deux roues de poitrine jusque dans les années 1860, puis par deux turbines Fontaine, lesquelles, hélas, ont été cassées et vendues à la ferraille lors de la démolition du moulin . Je n'ai retrouvé que les crapaudines scellées dans le radier et quelques morceaux de pales en fonte.
Je ne manquerai pas de relater l'avancement des travaux si celà peut apporter de l'eau à vos moulins
Cordialement
Gilles 21

[Gilles21]

Au secours
C'était trop beau , avec tous les renseignements que vous m'avez prodigué sur la petite Francis que j'installe actuellement, je pensais tourner en charge aux alentours de 160 T/mn, donc avoir à peu près une vitesse à vide de 270 T/mn .
J'ai fait l'acquisition d'un tachymètre et j'ai fait mes premiers essais à vide.
Et là, horreur et putréfaction, :o la vitesse plafonne désespérément à 161 T/mn.
Actuellement, le niveau est très bas et la hauteur d'eau est de 1.9 m au lieu de 2.2 m, mais, même si j'étais à 2.2 m , la vitesse ne serait que de 172 t/mn.
Il faut donc que je revoie tout mon système de multiplication.
D'après les renseignements que je vous avais transmis, cette turbine avait un NS d'environ 210.
Je suis un peu désemparé.
Quelqu'un a-t-il une explication.
Cordialement
Gilles 21

[dB-)]

Bonsoir,

on trouvait au début de la discussion un Ns de l'ordre de 160 selon le document Pacer, puis un peu moins de 200 selon les graphiques de l'abbé Cayère, pour arriver à une vitesse en charge de 170 tr/min en extrapolant par similitude la vitesse de 230 tr/min sous 4,10 m qui vous a été indiquée.

Dommage de ne pas avoir mesuré la vitesse à vide avant de calculer et acheter la transmission : bon, au moins maintenant on la connait !

Pour expliquer ce décalage, plusieurs pistes :

- la vitesse sous 4,10 m qui vous a été donnée était fausse (dans la série : c'est pas moi, c'est ma sœur, qu'a cassé la machine à vapeur)
- ou alors vous ouvrez trop le vannage : j'ai vu une fois une turbine sans butée sur la commande de vannage, qui ralentissait quand on ouvrait trop
- ou alors, si les directrices sont symétriques, vous avez inversé par erreur le sens de rotation ? (j'ai déjà fait pire comme étourderie)
- j'imagine que la roue tourne librement, sans forcer
- peut être une contre pression dans le coude de sortie ?

D'autres idées ?

dB-)

[PERRET]

Bonsoir Gille 21,

Effectivement il y a problème.

La vitesse de rotation réelle est déterminée essentiellement par l'angle de sortie de l'aube. Cet angle, typiquement de l'ordre de 20 à 22° pour un turbine Francis, peut s'en éloigner très sensiblement en fonction des constructeurs.

Néanmoins s'assurer qu'il n'y a pas de bulles d'air à la sortie de l'aspirateur, que cet aspirateur est correct, que le niveau en chambre d'eau est correct en fonctionnement (j'ai été pris une fois)
Vu la forme de la roue, son ns pourrai être de l'ordre de 180 ?

En pièce jointe, tableau de calcul sous Excel

Gilles 21.xls

Ces calculs se sont toujours révélés, surtout pour des Kaplan ou Hélice, très proches de la réalité.

Par exemple pour la Kaplan SHM, le seul résultat différent est la vitesse de rotation : 206 t/mn au lieu de 215 dans les données constructives.

[MHEC]

Bonsoir Gilles,

Actuellement, le niveau est très bas et la hauteur d'eau est de 1.9 m au lieu de 2.2 m

Normalement, pendant les périodes d’étiage, votre hauteur de chute ne devrait pas diminuer. Effectivement, cette perte de 30 cm va très certainement influencer sur le régime de votre turbine et son rendement sera également en perte de "vitesse".

Je suppose que vous n’avez pas d’automatisme, ce qui explique ce petit problème. Si le débit de votre rivière est stable, essayez de vous "caler" ni plus, ni moins afin d’optimiser votre installation.

L’idéal, serait l’installation d’une sonde, mais peut être que votre budget ne vous le permet pas.

Bon courage dans votre projet.

PV

[Gilles21]

Bonjour
Merci à tous pour vos réponses et suggestions ; je suis absent pour la journée et je ne pourrai donc pas faire de nouvel essai aujourd'hui.
Pour répondre à Didier, je n'ai pas encore acheté la transmission, qui d'ailleurs se borne à une poulie à deux gorges et 2 courroies XPC.
Par contre , s'il s'avère que cette vitesse est normale , je me tournerais peut-être vers une transmission à courroie poly V, car le rapport de multiplication deviendrait trop grand.
Je ne pense pas avoir inversé les directrices et la roue tourne dans le bon sens mais je vous transmettrai maldré tout un croquis ou une photo du montage ( on n'est jamais sûr de rien ).
Merci Claude pour votre tableau Excel que je n'aurai pas le temps de consulter aujourd'hui.
Cordialement
Gilles 21

[Admin]

Ahhh je respire,

je croyais que vous aviez tout acheté et installé, et je me disais "mince, voilà que le forum fait perdre du temps et de l'argent à ses membres, alors que je souhaite tout l'inverse !". Moindre mal donc : diminuer le diamètre de la petite poulie, et si besoin passer des courroies multiples XPC à une courroie striée, ou une courroie plate (mais celle-ci "tire" presque 2 fois plus sur les paliers).

S'il faut changer de profil de courroie par rapport à celui de la grande poulie existante, la grande poulie peut tout à fait être modifiée pour devenir lisse (les pubs ci-dessous sont juste là pour faire joli, ne pas utiliser d'agrafes !).

Courroies.JPG

Agrafes.JPG

S'il y a assez de marge en épaisseur sur la jante de la poulie, un lissage est possible par exemple avec un tournage in situ, en installant bien parallèlement à l'axe de la turbine soit un chariot de tour, soit un petit tour d'amateur complet (jouet, mais bien utile quand même, et facile à déplacer à 2) comme celui en photo, ou encore une simple table croisée, ou même un banc rudimentaire réalisé pour l'occasion (IPN + glissière porte outil avec un écrou soudé et une vis qui tire)

Il faut solidement brider l'ensemble, idéalement sur un bloc de béton ou métal de 200 kg ou plus, qui va supprimer les vibrations. Le tournage se fait en utilisant la rotation propre de la turbine : j'ai déjà essayé, ça fonctionne très bien, en faisant de petites passes "de balayeur" et en oubliant ses cours sur la vitesse de coupe idéale ... Éventuellement, laisser les deux flancs latéraux pour rigidifier, si une courroie plus étroite polyV suffit.

Petit tour bien utile.JPG

Plus "propre", déposer la poulie (hum hum ...) et usiner sur un "vrai" tour "à banc rompu" de bonne taille (hauteur d'axe au moins 600 mm d'après les photos) ou sur un tour vertical, avec centrage sur un mandrin et entraînement par un toc.

Si pas assez de marge sur la jante, laisser les gorges, et les remplir avec des formes de bois collées à l'époxy et cerclées par un fil d'acier, puis noyées dans l'époxy ? Ou de la corde imprégnée d'époxy et enroulée ??? ça je n'ai jamais essayé, mais je crois que vous en aviez parlé. Ensuite lissage progressif après séchage, par exemple avec une ponceuse à bande bridée, en faisant tourner la poulie. Tenue non garantie, et probable destruction de la courroie si un des remplissages se décolle en marche ...

Autre possibilité si la jante est trop fine : laisser les gorges, passer un coup de tour d'égalisation sur l'extérieur, mesurer précisément la circonférence, faire réaliser en chaudronnerie un cerclage de la poulie en tôle ( épaisseur 4 mm par exemple, et longueur développée inférieure de quelques millimètres à la circonférence ) formé par cintrage, puis fermé par un cordon de soudure, meulage de l'intérieur et de l'extérieur du cordon, puis chauffage du cerclage dans un grand feu (il faut en profiter pour défricher un coin de bois ...). Le cerclage, placé à chaud sur la poulie, va se rétreindre et se serrer sur la poulie au refroidissement : ça je n'ai jamais essayé non plus, mais mon arrière grand père maréchal ferrant à Bellefontaine (88) le faisait couramment avec les roues de chariots (là il fallait refroidir fissa dans une grande auge de grès remplie d'eau, pour éviter de brûler la jante en bois) ! Aujourd'hui, on peut aussi utiliser un chauffage par induction, beaucoup plus rapide, à condition d'en disposer ... Si votre grande poulie mesure par exemple 1,20 m de diamètre, soit 3770 mm de circonférence, vous faites réaliser un cerclage en acier de 3760 mm de circonférence intérieure, vous le chauffez au rouge sombre (environ 600 °C), (à faire à la nuit tombée, pour une meilleure précision, en même temps que les brochettes !), il va s'allonger à 3790 mm environ, et vous pourrez le sortir du feu à plusieurs (sans le plier, prévoir par exemple 4 rondelles soudées sur la tranche supérieure, pour prise avec des longs crochets, ces rondelles seront supprimées ensuite), le secouer pour dégager la crasse, et l'ajuster sur votre poulie, qui devra être posée à plat et bien calée juste à proximité, avec de petites cales préparées pour supporter le cerclage bien d'aplomb pendant son refroidissement.

Cordialement

[Gilles21]

Bonjour
Le coup du ferrage des roues de chariot, c'est assez spectaculaire, gamins, c'était une de nos distractions favorites d'aller voir le charron aidé du forgeron, mettre en place le bandage des roues près de la rivière où ils avaient installé pour l'occasion un atelier provisoire avec grand feu et support de roue pour le refroidissement.
J'ai fait de nouveaux essais de vitesse ce matin avec 10 ou 15 cm de plus qu'avant hier.
Pour l'ouverture maximum, je dois donner 13 tours de manivelle de la commande du cercle de vannage.
J'ai noté la vitesse turbine à chaque tour que je donnais et là, pas de souci, elle augmentait régulièrement à partir du 3ème tour:
3- 132
4-146
5-155
6-160
7-163
8-165.5
9-168
10-170.5
11-172
12-173
13-174
Je peux donc espérer 180 t/mn quand j'aurai les 15 ou 20 cm qui me manque encore.
A ce sujet, pour répondre à MHEC concernant sa remarque très juste sur le fait que bien que nous connaissions actuellement un étiage sévère, je ne devrais pas avoir de baisse du niveau si ma dépense est bien réglée, sauf que le seuil n'est pas en très bon état et les fuites et nombreux renards font que même en arrêtant la turbine , les pertes sont telles que le niveau ne remonte pas et reste en dessous de la crête du barrage.
Pour en revenir à nos moutons, à la vitesse turbine pardon, Didier préconisait de régler la vitesse de travail à 60 % de la vitesse à vide, ce qui me donnerait donc 108 t/mn.
La géné tournant à 775 t/mn celà donne un rapport de multiplication de 7.17 environ.
La poulie menante ayant un diamètre de 100 cm, la poulie menée devrait faire 13.95 soit 14 cm de diamètre.
Je vois que les caractéristiques des courroies trapézoïdales XPC donnent un diamètre minimal d'enroulement de 14 cm.
Pensez vous que celà puisse aller et quel serait l'entraxe le plus favorable ?
Cordialement
Gilles 21

[dB-)]

Bonsoir,

On est un peu plus bas en vitesse qu'avant (*), ça passe maintenant tout juste avec 2 courroies XPC, et il y aurait plus de marge avec 3.

- petite poulie de diamètre 140 à 3 gorges C
- entraxe minimum de 0,7 * (d+D) = 800
- par exemple si vous prenez des XPC 4000 ça donne un entraxe de 1015 mm

(*) on peut vérifier certains tachymètres optiques en les braquant sur un tube au néon (allumé ...) : ils indiquent 3000 tr/min (car clignotement à 50 Hz)

Cordialement