Forum de la petite hydroélectricité

Merci des précisions. Donc éviter la composante de choc, trouver une vitesse / direction radiale de l'eau en entrée la plus proche de la vitesse / direction radiale de la pale, limiter et si possible annuler cette composante giratoire en sortie de pale.

Sur les distributions de pression, on trouve des simulations numériques, mais pas si facilement que cela (en plus, les publications sont souvent pour valider des codes de CFD mais sans garanti du réalisme). Il y en a par exemple, en fouillant dans les pages du Pr Lars Davidson et de certaines thèses de ses étudiants :
http://www.tfd.chalmers.se/~lada/projects/proind.html

Il y a aussi une expérience intéressante faite au départ pour des raisons écologiques, le "sensor fish" envoyé dans une Kaplan pour mesurer les variations de pression / accélération. Un exemple dans le lien ci-après (figure 5, distribution de pression le long des pales intrados et extrados), aussi plusieurs pdf en googlant "sensor fish" :
http://archives.sensorsmag.com/articles ... main.shtml

@CF21
pour les "distributions de pression" tu as XFOIL qui est certes rudimentaire en terme d'interface mais assez abouti
Sinon le site du logiciel Heliciel (je fais pas de pub) à un tuto sur la modélisation d'une Kaplan qui explique une partie des questions posés

Bonsoir,

Je recherche désespéramment la courbe (ou un tableau) de rendement d'une turbine semi Kaplan (Kaplan simple réglage). Est-ce que l'un d'entre vous possède cette information?

Merci pour votre aide,

Cordialement

Pierrette

Bonjour,

ci-dessous un exemple de courbe de turbine semi Kaplan
Cordialement

dB-)

@SG_Hydro : oui merci, les pages sont là pour Heliciel, et elles sont bien faites. Je ne connaissais pas XFOIL, je vais regarder. Il y aussi des explications finalement assez claires dans le petit livre Hydraulique appliquée que l'on trouve dans les Vieux grimoires de la partie Ressources.

(A noter en relisant que j'emploie le qualificatif "radial" ci-dessus, pour la composante giratoire, mais cela induit en erreur et "tangentiel" est mieux, puisque cette vitesse d'entraînement se fait simplement dans le sens du mouvement de la rotation)

Bonjour dB—)
Quelle est cette jolie interface de calcul ?

Bonjour à tous et à Mr Beaume en particulier,
Merci pour ces exemples de courbes de rendement très explicites ; mais généralement ce qui intéresse le producteur c’est la production maximale (les kWh) plutôt que le rendement maximum. Je vous prends mon exemple :
- (très) basse chute : 2,20 m brute au maxi
- jamais de pb de manque d’eau pour alimenter la turbine à son maximum (module rivière = 5,5 x le turbinable) mais très forte incidence des remontées aval en cas de hautes eaux (chute nette 1,20 m pendant 20% de l’année).
Ce qui m’intéresserait ce serait de connaitre la puissance maximale de votre turbine en fonction de la chute nette sous laquelle elle travaille (à vitesse fixe bien sûr) ; peut-on déduire ceci des abaques que vous avez données ou faut-il d’autres éléments (par ex, position des pales pour chaque valeur de chute) ?
Bien cordialement, et bravo pour ce site passionnant
RdL

Bonjour RdL

Ce n'est pas comme cela qu'il faut voir le problème.

Il faut d'abord se poser la question du calage en vitesse de la roue
La courbe que donne DB, est valable pour une chute donnée à vitesse constante, cette courbe sera donc la même que la chute soit de 50 cm , 1 m ou 2 m à partir du moment où l'on tourne à la bonne vitesse.
La variation de vitesse en fonction de la chute varie en fonction de la racine carré de la hauteur, donc entre 1 et 2 m il y un facteur de 1.414

Si vous calez votre vitesse pour une chute de 1m50 vous serez encore bien à 1.2 m et de toutes les façons bien à 2 m même si le rendement ne sera pas optimal.

Le bémol à cette explication, c'est qu'avec 1.20 de chute nette la turbine prendra beaucoup moins d'eau. Donc il faut d'abord dimensionner sa machine pour un débit sous une chute donnée et choisir la vitesse en rapport.

Si le droit d'eau est de 80 kw, compte tenu qu'il y a de l'eau disponible, je choisirai une turbine pour faire 80 kw sous 1m40 nette. Ex turbine hélice de 1m80 de diamètre ou deux de 1.30 m ou 1.20 + 1.40 m , ainsi je ferais sans problème 80 kw avec 1.40 de chute nette et quand il y aura plus de chute , je réduirais le débit pour ne pas dépasser 80 kw.
En général quand on a beaucoup d'eau, ce n'est pas tant le rendement maxi 89 ou 90% qu'il faut rechercher, mais plutôt le moyen le plus facile de turbiner l'eau. On peut ainsi tolérer 80% de rendement maxi de la turbine si on la paye 30 % moins cher qu'une machine avec 88%/90% ( ce qui soit dit en passant, reste souvent à vérifier)

Cdt

TG

Bonsoir Ticapix,
Bon, je suis bien d’accord avec votre : « ce n'est pas tant le rendement maxi 89 ou 90% qu'il faut rechercher » mais … vous ne répondez pas à ma question ! alors je reformule :
Hypothèse => les caractéristiques de la turbine de DB m’intéressent pour équiper mon site :
- chute maxi 2,2 m
- chute moyenne 1,75 m (60 % du temps)
- chute hautes eaux 1,2 m (20% du temps)
- eau disponible (100 % du temps)
Je prévois de la caler pour 1,75 m de chute => la faire tourner à 193 t/mn ; je pense qu’elle prendra 2,5 m3/s et sortira 37 kW dans ces conditions.
Ma question => comment faire, à partir des abaques de DB (qui, j’en conviens, à 193 t/mn restent valables aux unités près), pour trouver la puissance que sortira cette turbine sous 1,2 m de chute (quand le site sera « en hautes eaux ») ?
NB : j’ai compris que la « semi-Kaplan » dont on parle était une Kaplan à directrices fixes et pales variables (et non une hélice à directrices variables)
Pour fixer les ordres de grandeur, MHEC peut peut-être nous indiquer ce que sort sa Kaplan DR à sa chute optimale et quand celle-ci est divisée par 2 ? (encore mieux, s’il a construit sa courbe [puissance maxi / chute nette] et s’il la communiquait aimablement ? )
Bonne nuit, cordialement
RdL

Bonsoir RdL,

Je considère la Kaplan DR comme un paradoxe, plus les eaux baissent, plus la chute augmente et plus elle devient performante. Cette machine de ne décroche jamais même lorsqu’ un Collègue en amont ferme brutalement son vannage, elle fournie encore 10 kW avec 300l/s sous 2,96m de chute.

C’est une machine de rêve que je conseille à tous uniquement si votre chute est au moins à 2,50m. Le site aussi est de rêve et grâce au lac réservoir Seine situé à 8 km en amont, le module chute de 24 à 16 m3/s ce qui arrange énormément cette machine de 10 m3/s.

Ci-dessous les caractéristiques du site :
- chute maxi 2,80 m (40 % du temps)
- chute moyenne 2,50 m (55 % du temps)
- chute hautes eaux 1,0 m (5% du temps)
- eau disponible (100 % du temps)
- temps de fonctionnement 365j/an (sauf en cas de maintenance) soit 8 718 h/an (bilan ci-dessous)

On en a déjà parlé sur le forum :

hauteur de chute de 1m

Débit d'équipement / d'armement et courbe de rendement

Bonne nuit.

PV