Rappelons que
tga
est la pente de la courbe du
jet au point de rencontre de ce drenier avec la roue
Dans cette page tous ces calculs sont
faits avec un rapport des vitesses de 2 entre la vitesse de l'eau et la
vitesse d'entraînement
On suppose qu'il y a une tête d'eau
Nos calculs ont été faits avec un angle a de
7.5 °
On sait que cette valeur est trop faible et notre page sera revue
Pour le moment retenons le principe du "montage"
X est la distance entre la verticale
de la sortie d'eau sous la vanne et la verticale du point de rencontre
Pour éviter des calculs fastidieux nous utilisons une méthode
graphique pour placer notre parabole et en même temps la tête
d'eau .
Le triangle des vitesses est indéformable
même si sa position varie en fonction du choisi
C'est un triangle très plat
; avec l'approximation que nous avons faite c'est un triangle isocèle
En fait la valeur choisie pour les petits angles de ce
triangle est faible et ne devrait pas utilisée pour une roue normale
Nous avons opté pour un g
de 15° correspondant
au pas cumulé de 2 aubes
L' admission de l'eau est un peu retardée
mais les augets supérieurs ne donnent qu'un couple très faible
Pour le dessin de la roue nous allons
utiliser une échelle de 1/10 et notre parabole à la même
échelle ,celle ci tracée sur un calque
En déplacent le calque nous
pouvons placer convenablement nos éléments.
EPURE DES AUBAGES
Nous poursuivons ici la réalisation de l’exemple
de la roue en dessus pour donner la marche à suivre
Sur une feuille de papier Canson et avec un compas de
grande ouverture traçons un fragment de cercle de rayon 22.5 cm
Nous aurons un dessin à l’échelle de 1
/ 10ème
Le cercle intérieur aura un rayon de 18.5
cm .
Traçons une verticale , et quelques rayons espacés
angulairement de 7.5 ¨° .
Chaque rayon correspond à une aube .
Traçons pour le rayon vertical une ligne
faisant un angle b
avec la tangente au cercle , c’est a dire avec l’horizontale
Appelons A1 le point de départ de cette première
ligne
cette ligne se terminera en B1 , mais pour l’instant
nous ne connaissons pas la position de B1
Il faut la déterminer part tâtonnements
en assurant une valeur maximale à l’angle d
et la surface la plus grande possible pour définir l’auget.
Une seconde ligne partira de B1 en direction du centre
des cercles et rencontre le cercle intérieur en C1
Dans ces conditions l’angle en B1 est voisin d’un angle
droit ; si on prenait un angle droit le coté A1 B1 sera certainement
trop long car le point B1 se trouverait à l’intérieur du
prochain triangle A2 B2 C2 ce qu'il faut éviter .
Il y a donc un compromis à trouver graphiquement.
Si le nombre d’augets était différent le
tracé serait différent .
En particulier si le nombre d’augets était divisé
par 2 , A1 B1 pourrait pratiquement être doublé , le volume
utile de l’auget serait lui aussi doublé .
On peut ainsi se rendre compte de l’importance du nombre d’augets : trop peu d’augets nuit au rendement .
Revenant à notre épure : nous mesurons les cotés de l'auget , qui sont de 32 mm et 34 mm ; compte tenu de l'échelle et comme ces cotés forment pratiquement un angle droit , le volume (volume utile) calculé pour l'auget dont la largeur rappelons le est de 1 .20 mètres est de 67 litres .
Cette valeur est un peu supérieure à notre
valeur de départ , elle est satisfaisante
C'est ce volume qui sera occupé par l'eau tant
que le 3èmè coté de l'auget n'aura pas franchi la
ligne horizontale , angle que nous avons appelé q
dans une autre page
Cet angle q
mesuré sur le dessin est de 34° valeur
acceptable
Il nous reste à positionner le jet d'eau
Le tableau ci dessus nous a donné une distance X de 0.68 m.
La distance X est prise à partir du point ou la
ligne d'eau moyenne est considérée comme horizontale ; en
effet dans la zone de contraction les filets d'eau sont courbes et s'infléchissent
progressivement.
De plus on déplacera le calque de façon que la parabole coupe le
cercle extérieur au point ou g
= 15°
On voit que le radier du canal d'amenée est assez proche de la roue
et demandera une construction soignée ; mais cette disposition minimise
les pertes d'énergie comme déjà dit.
A partir du graphique et en tracent des parallèles , on peut retrouver
notre triangle des vitesses conforme aux hypothèses de départ.
Toute cette étude concerne la ligne moyenne de la lame d'eau.
En fait , la roue est arrosée par une lame dont
l'épaisseur est de 8 cm comme nous l'avons vu , alors que la levée
de la vanne est de 14 cm .
Dans la position du dessin , l'auget 1 est vide ; le 2 commence à
se remplir , le 3 commence la fin de son remplissage .
En 1/6 seconde la lame déverse 60 litres d'eau , dont 30 litres
vont dans chacun des 2 augets balayés.
Il faut noter que l'eau rencontre alternativement l'intrados
et l'extrados des surfaces , et que notre calcul a été fait
sur la ligne moyenne.
C'est à dire que notre calcul a eu pour but de
limiter les pertes à l'admission et de tirer parti au mieux d'un
type de roue dont le rôle essentiel est d'utiliser la gravité
une fois que l'auget est rempli à la proportion voulue de son volume utile.