Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

[PERRET]

Bonsoir le montagnard,

les remous à la sortie du diffuseur d'une Kaplan SHM peuvent provenir :

1 - d'un aspirateur mal réalisé, trop court ou avec une surface de sortie trop faible. Normalement, sur ces turbines, la surface de sortie de l'aspirateur est de l'ordre de 7 à 8 fois la surface de la roue.

2 - plus probable, un mauvais réglage des directrices pour une inclinaison - donc un débit turbiné - des pales donné. Il y a alors présence d'une composante giratoire. Très visible à la sortie de l'aspirateur. L'eau s'échappe plus rapidement d'un côté ou de l'autre.
. Si l'eau à tendance à s’échapper dans le sens de rotation de la turbine, c'est que les directrices sont trop fermées pour une inclinaison des pales donnée, donc pour un débit turbiné donné.
. Si s'est l'inverse, c'est que les directrices sont trop ouvertes.

3 - Si ce défaut ne peut-être corrigé, c'est que la vitesse de rotation de la turbine est incorrecte. Mêmes constatations :
. Si l'eau à tendance à s’échapper dans le sens de rotation de la turbine, c'est que sa vitesse de rotation est trop grande pour une inclinaison des pales donnée, donc pour un débit turbiné donné.
. Si s'est l'inverse, la vitesse est trop faible.

Il faut retenir que sur une Kaplan, le débit turbiné, donc la puissance utile, dépend essentiellement de l'inclinaison des pales. L'ajustage de l'ouverture des directrices permet alors d'obtenir le rendement maximum pour cette inclinaison des pales en fonction de la chute disponible.

Vu sur un site une perte de puissance de plus de 50 % au débit turbiné maximum suite à une vitesse de rotation trop grande pour la chute en hautes eaux et, en plus, avec des instabilités de fonctionnement (cavitation ?).

Dans ce cas, un fonctionnement correct a été obtenu suite à l'augmentation de la chute de 8 % par le nettoyage du bief aval - (la chute brute est passée de 2,50 m à 2,70 m en hautes eaux).

[le montagnard]

bonjour
pour repondre a vos questions

la turbine a ete deplacée l'ete dernier il s'agit d'une kaplan SHM double reglage debit theorique 1.15 m3 vitesse de rotation 1000 tr min hauteur de chute 10.39 m

pour l'instrant nous exploitons en pale fixe car nous avons un pb de vibrations et le joint tournant est Hs ce pb va etre resolut en aout
la machine a un arbre vertical avec une arrivé d'eau a droite et les remours dans l'aspirateur sont a droite
l'aspirateur est en L et fini en rectangle il y a 1 m25 entre la roue et le niveau aval

[PERRET]

Bonsoir,

Quel est le sens de rotation de la turbine, vu du dessus ?

Si j'ai bien compris, car l'arrivée d'eau se fait tout autour des directrices, ni à droite, ni à gauche, si la roue, vue de dessus, tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, c'est que celle-ci tourne trop vite (vibrations, instabilités = cavitation possible) , directrices ouvertes au maximum.

[le montagnard]

vue de dessus la turbine turne dans le sens anti horaire

les vibrations viennent apparament d'un mauvais alignement de l'arbre de la turbine avec celle de la gene
les directrices sont ouvertes a 75 %
a partir de 85% d'ouverture sur les directrices la prod ne progresse plus

a priori les remours sont plus important quand les directrices sont fermés en dessous de 70%

[PERRET]

A le montagnard

Normal, le débit turbiné dépend essentiellement de l'inclinaison des pales.
Voir quand la commande de celles-ci sera opérationnelle.

[regissou65]

Bonjour,
Je suis en train de remonter une Kaplan diamètre 1500 pâles en bronze 180 tr/mn 300 kw 4.5 mètres de chutte.
J'ai une pâle qui pèze 72 kg et trois pâles de 69 kg quelle incidence cela peut il avoir.
Faut il équilibrer l'ensemble ? et comment.

[ericnoharet]

Bonjour,

La différence de poids me parait importante.

Le principe de l’équilibrage est simple, ou on enlève du poids sur le plus lourd ou on alourdit le plus léger.

La difficulté est aussi qu'il faut que le centre de gravité (point d’équilibre) soit identique.

Si les trois kilos d’écart sont en bout de pale, c'est une vibration à coup sur et un endommagement du palier rapide.
Si l’écart est très proche de l'axe, l'influence sera minime.

Mais avec autant d’écart de poids, je pense qu'une des pales est vraiment déformée, il faudrait vérifier cela !
Quelques gabarits et mesures d’épaisseur serait bienvenues.

Salutations
Eric

[djan]

ça sent bon la pale neuve :o
pour équilibrer

si possible, équilibrer l'ensemble, il faut avoir un équilibreur qui possede une équilibreuse suffisament grande.

1: sinon equilbrer dynamiquement le moyeu seul, ( nécessite déjà une machine nete'ment plus petite)
par enlèvmenet de matière ( comme sur une roue francis, en pourtour de moyeu, c'est à dire sur les portées de joints ogive ou arbre)
ou en creusant à l'interieur,

2: puis sur les pales, cela se fait sur la tranche exterieure, ( des trous)

equilibrage pale.GIF

Moyeu équilibrage.GIF

le calcul de la quatité de trous est très simple, calcul du volume d'un cylindre+cone , à la densité du matériaux de la roue....


par curiosité, qui a fondu les pales, qui a fait les accésoires bois?

vous avez les prix?

[regissou65]

Je n'ai aucun prix!
Quand mon patron a acheté cette ancienne papeterie, il y avait 3 françis une Kaplan.l'ensemble était dans un état pitoyable ,cela fait deux ans maintenant que nous restaurons l'ensemble.Pour vous donner une idée , les anciens propriétaire avaient inséré des plats en téflon le long de l'arbre et bétoné tous l'ensemble pour faire un palier!Du jamais vu!Je vous en passe des vertes et des pas mures.Quand j'ai démonté le moyeu j'ai trouvé une pâle qui faisait 2.5 cm moins longue que les trois autres et plus épaisse.J'ai acheté un carré de bronze et ressoudé au fil l'ensemble et tout reajusté avec un gabarit.Et maintenant j'ai donc une pâle plus lourde de 3kg.Je pense qu'une pâle a étée changée il y a un moment . Je vais la monter demain sur des rlts avec son arbre que nous avons raccourci de 0.80 m et retourné car évidement le fameux palier avait fait beaucoup de dégats.

[ericnoharet]

Bonjour,

Pour 3 kilos, les trous c'est pas très adapté. Cela sera pour la finition.

Gabarit et meuleuse pour réduire l’épaisseur semble plus indiqué.

Le coup du palier est peut être du à une casse prématuré due à ce mauvais équilibrage et aux vibrations d'enfer.

Un équilibrage statique des pales serait un bon début.

En essayant de faire tenir la pale en équilibre sur un bout d'arbre de 30mm de diamètre puis affiner sur un arbre de 10 mm cela donne une bonne idée du centre de gravité.

Ensuite meulage pour gagner la différence de poids et mettre le centre de gravité à l'identique des autres pales.

Du carton épais suffit pour les gabarits.
Avec quatre profils, on doit déjà avoir une bonne idée des défauts.

Après c'est un peu de l'art ! Sculpture sur bronze, harmonieuse si possible.

Pour info, le bronze à une densité de 8.8g/cm3 soit 0.34 litres pour 3 kilos.(si je ne me trompe pas)
cela fait du copeau !

Salutations
Eric