Généralités sur les turbines et calculs

[CF21]

Merci des explications, Gilles. Donc la variable qui permet de lancer le calcul, c'est plutôt la vitesse réelle souhaitée (ou la vitesse spécifique si elle est disponible).

[Gilles21]

Je ne comprend pas Claude, la n° 12 du premier tableau a bien un Ns de 450, non ?
Quant au sujet "Fonctionnement des turbines francis" que vous aviez lancé, je m'en souviens très bien et ça m'avait donné un fameux coup de main pour déterminer le Ns de ma francis , fixer son point de fonctionnement et l'installer.
@ CF 21
C'est ça Charles, les deux sont importants, tout dépend des informations dont on dispose au départ.
Cordialement

[CF21]

Je ne comprend pas Claude, la n° 12 du premier tableau a bien un Ns de 450, non ?

C'est ce que je me disais, sans être sûr de bien comprendre. Je me demandais aussi pourquoi le diamètre d'entrée (celui au-dessus) n'est plus précisé à partir de la n°8 ? On voit que le ratio D1/D2 diminue jusqu'à la n°12, mais sans avoir les valeurs numériques.

[Gilles21]

le diamètre d'entrée (celui au-dessus) n'est plus précisé à partir de la n°8

Je pense que ça n'a plus de valeur significative car on se rapproche de la forme d'une pale d'hélice, mais les spécialistes apporteront une réponse plus pertinente.

[Ticapix]

Bonsoir,

Tout à fait au delà de 350/400 de Ns, on est quasi dans le domaine de l'hélice, la turbine tourne certes plus vite, mais l'énergie cinétique à récupérer dans l'aspirateur augmente.

On trouve ce type de Francis pour les chutes moyennes avec gros débit, dans ce cas la Francis possède un aspirateur sophistiqué, parfois même avec un coude comme sur une hélice ou Kaplan.

Ce type de roue Francis n'est pas du tout adapté en général aux basses chutes.

Il faut faire attention avec le logiciel de M. Mendret, il a des limites, (celles que son concepteur lui a fixé). Par exemple vous n'arriverez pas à simuler une VLH avec ce logiciel , ni une kaplan de haute chute avec 6 pales, car M Mendret a justement classé les turbines en fonction de leur Ns.
Il a pris effectivement la limite de 500 pour les Francis, à 501, la turbine devient une hélice. D'ailleurs c'est suite à des discussions que j'ai eu avec M Mendret qu'il avait poussé la limite maxi des hélices à 1100.

Cela dit pour les turbines que nous connaissons de 1920 à 1960, son logiciel est assez précis.


Il existe un inconvénient de raisonner en Ns fixe. En effet essentiellement pour les hélices, un même profil va avoir un Ns différent selon l'inclinaison des pales. L'idéal ce serait d'avoir pour une roue donnée les courbes des collines de rendement pour chaque inclinaison cf la courbe donnée par claude au début de ce post.

Cdt

Tg

[CF21]

Il faut examiner attentivement le diagramme ci-dessus. Pas évident au premier abord. Dommage qu'il ne soit pas en couleurs.
Lorsque l'on l'a compris, votre turbine n'aura plus de secrets pour vous.

Les valeurs N11 ; Q11; P11 sont les caractéristiques d'un turbine d'un mètre de diamètre fonctionnant sous un mètre de chute.
A partir de là, par les formules de similitudes, il est facile de retrouver les caractéristiques d'une turbine donnée utilisée sous une chute donnée.

En effet, ce n'est pas simple. J'ai plusieurs questions sur le graphique.

Les lignes "x" semblent désigner l'ouverture des directrices du distributeur (qui se retrouvent en ordonnées sur la droite). Quelle est l'unité, et que signifie une ouverture à 110 ?

L'angle alpha est représenté autour d'une valeur médiane 0° (ensuite par incrément de 5° en plus ou en moins, sauf un à 3°, de +15 à +18°). Ce 0° de référence est-il l'inclinaison des pales au meilleur rendement, ou autre chose ?

[Ticapix]

Bonsoir

Les valeurs du distributeur sont données en % d'ouverture ( à mon avis)
L'angle alpha représente l'ouverture des pales. Certains constructeurs prennent le 0 au début => 30/35° d'autres prennent le 0 au point de rendement maxi et font -15°/+15° . Le 18° représente l'ouverture maxi.

On pourrait aller au delà ce qui conduirait à prendre un plus grand débit , au prix d'une dégradation du rendement. C'est ce que l'on fait en cas de fortes eaux et tassement de la chute. Le plus souvent on est limité par le mécanisme des pales qui ne permet pas d'aller plus loin.

cdt

TG

[CF21]

Les valeurs du distributeur sont données en % d'ouverture ( à mon avis)

Merci de l'explication. OK pour les angles, 0° est simplement au milieu de l'arc d'ouverture. Pour le distributeur, je me figure mal ce que signifie (physiquement) une ouverture à 110%. Comment un mécanisme peut-il être plus ouvert qu'ouvert à 100%?

[PERRET]

A Gilles,

Oui, le ns de la roue n° 12 est bien de 450.

Mais pratiquement on ne trouve pas de turbines Francis fabriquées en série avec un ns aussi élevé.
A pu être utilisé à l'époque (1925), dans quelques cas particuliers, pour de grosses installations.

A partir du milieu des années 30 ont commencés à être commercialisées les turbine Kaplan à double réglage, infiniment plus souples, moins encombrantes, avec une vitesse de rotation plus élevée facilitant l’accouplement direct avec un alternateur moins couteux, mais plus complexes à fabriquer qu'une turbine Francis.

Turbine Kaplan - 02.JPG

[PERRET]

A CF21,

Les valeurs x=110 ; 90 ; 80; etc.. exprimées en mm, correspondent à la largeur de passage de l'eau entre deux directrices. C'est l'ouverture des directrices.
Pour l'inclinaison des pales on parle en degrés, mais pour les directrices en mm. . . Du moins chez ce constructeur.

Ces diagrammes seraient parfais s'il ne manquait pas, parfois, le mode d'emploi !