Turbines Pelton

[nico88]

Merci pour vos réponses.
Petite précision, la turbine n'est pas en ma possession, c'est une turbine à vendre. Le vendeur m'a donné les dimensions suivantes : DN125mm en entrée et roue de 600mm env. il dit que ça irait bien pour une hauteur de chute de 30m, or je ne pense pas les avoir... D'où l'utilité de mesurer ma hauteur de chute, j'ai bien compris
Actuellement aucune conduite n'est installée, il y a juste la prise d'eau + la petite retenue (150m² env) d'existant.

[moulino51]

Merci pour vos réponses.
Petite précision, la turbine n'est pas en ma possession, c'est une turbine à vendre. Le vendeur m'a donné les dimensions suivantes : DN125mm en entrée et roue de 600mm env. il dit que ça irait bien pour une hauteur de chute de 30m, or je ne pense pas les avoir... D'où l'utilité de mesurer ma hauteur de chute, j'ai bien compris
Actuellement aucune conduite n'est installée, il y a juste la prise d'eau + la petite retenue (150m² env) d'existant.

Bon alors du coup rien ne presse, il est toujours temps de rechercher une Françis en huche, qui serait mieux adapté.

Contacter Claude en MP, il en a une qui ferais sans doute l'affaire.


Gérard

[regissou65]

Quelqu'un aurait il des informations pour calculer le diamètre d'une conduite pour acheminer l'eau d'une chutte: 85 mètres et 600 litres de débit par seconde.Longueur de le conduite 900 mètres.Il y a t'il une formule et des règles.
Est il possible de passer des tubes polyetilènes (peut être plusieurs) là ou l'accés est difficile.J'usqu'a quel diamètre trouve t'on des tubes de grande longueur pour ce genre d'aplication. Quelle machine pour cette chutte et idée de prix ? Merci

[Ticapix]

Bonsoir,

Le calcul des pertes charges est pas mal fait et assez fiable dans le logiciel de M Mendret (Hydroroues), sinon j'ai un petit logiciel que je peux vous passer qui tourne sous excel.

On se rend vite compte qu'il faut à un moment donné faire un choix technico-économique à savoir le diamètre le plus grand possible sur le plan économique qui aura les pertes de charges les plus faibles.

Pour ce qui est de la nature conduite on a classiquement pour cette chute: acier, polyester et polyéthylène.

Acier on trouve tout
Polyester cela va de 200 mm à 2000 et plus sans problème . Les deux principaux fabricants sont Hobas et Aminantit. Le moins cher est souvent Hobas,
Polyéthylène. En france on trouve à priori sans problème jusqu'à 900 mm, cela existe en plus gros mais d'approvisionnement plus difficile.

Pour votre projet, le diamètre idéal devrait se trouver entre 750 et 900 mm selon la nature de la conduite et vos moyens.

Cdt

TG

[dB-)]

Bonjour,

proverbe chinois, le sage a dit :

"glos tube = peu de pertes mais beaucoup sous, petit tube = peu de sous mais beaucoup pertes ..."

Exemples :

a) copie d'écran de MecaFlux :

------ PARAMETRES ETUDE PERTES DE CHARGES REGULIERES -----

- Diamètre de conduite = 600 mm
- Longueur de conduite = 900 mètres
- Débit volumique = 0,6 mètres cubes/secondes
- Débit volumique = 2160 mètres cubes/Heures
- Gravité = 9,81 mètres/s²
- Matiere de la conduite = plastique
- Rugosité de la conduite R = 0,002(profondeur moyenne de rugosité en mm)
- Masse volumique du fluide = 999,73 kilogrammes/mètres cubes
- Temperature du fluide = 10 Degrés Celcius
- Fluide selectionné = eau H2O
- Viscosité dynamique du fluide= 0,001305711 exprimée en POISEUILLES (PASCALS-SECONDE)
- Viscosité cinématique du fluide= 1,306064E-02 exprimée en en STOKES (St)
- Viscosité cinématique du fluide= 1,306064E-06 en metres²/seconde (10 000 Stokes = 1 m²/seconde)

------ RESULTATS ETUDE PERTES DE CHARGES REGULIERES -----


- Section de conduite = 0,282744 m²
- Vitesse moyenne du fluide = 2,122061 m/s
- Vitesse au centre du conduit = 4,244122 m/s
- Débit masse = 599,838 Kg/s
- Coefficient de perte de charge = 0,0117712
- Nombre de Reynolds = 974865,7
- type d'écoulement et équation utilisée = turbulent (équ. COLEBROOK)
- PERTE DE CHARGE REGULIERE(Pascals)= 39744,82Pascals
- PERTE DE CHARGE REGULIERE (m.c.f)= 4,052554Mètres-colonne-fluide
- PERTE DE CHARGE linéique (mm/m)= 5
- PERTE DE CHARGE REGULIERE (Bars)= ( 0,3974 bars )

b) Utilisation d'un logiciel gratuit trouvé sur Internet (mais il n'est plus en ligne depuis, l'auteur ne souhaite peut être plus le diffuser):

Tableur trouvé sur Internet.JPG

c) Formulaire Saint Gobain :

Formulaire canalisations Saint Gobain.pdf

d) Catalogue voirie Pum Plastiques :

Voir le site http://www.pumplastiques.fr

Et le catalogue général http://www.pumplastiques.fr/upload/cata ... l_2012.pdf

Cordialement

dB-)

[gillesdevilley]

Bonjour,

Dans ces diamètres et ces longueurs, l'investissement devient conséquent. Le prix au mètre augmente beaucoup plus vite que le diamètre.

L'équation à résoudre est surtout économique : investir dans un tuyau un peu plus gros réduira de combien mes pertes charges et augmentera par conséquent mon chiffre d'affaires de combien ?

Il y a une différence de diamètre et donc d'investissement, à prévoir selon que l'on aura 600 l/s quasiment toute l'année ou seulement quelques semaines en hiver et que le reste du temps on est plutôt à 300 ou 400 l/s.

Il faut également adapter le résistance du tuyau à la pression de l'endroit : on peut commencer par du PN 4 en haut, du PN 6 au milieu et du PN 10 en bas.

Il faut également soigner l'anti-bélier, pour éviter l'explosion du tuyau ou pour éviter de le surdimensionner pour le coup de bélier.

Cordialement

Gillesdevilley

[CF21]

Bonjour

Je me pose une question de débutant dont je n'ai jamais vraiment trouvé la réponse : pourquoi les Pelton sont-elles adaptées aux très hautes chutes seulement?

Si je comprends bien, comme c'est une turbine à action, la puissance récupérable dépend de l'énergie cinétique : 1/2 (rho*Q*V^2)

Mais en soi, cette énergie cinétique, elle existe sur 1 m comme sur 100 m de chute. Qu'est-ce qui rend la Pelton impropre à l'exploiter en basse chute?

(J'ai l'impression que c'est lié à la faible vitesse spécifique de la Pelton, mais ce concept de "vitesse spécifique" et ses implications concrètes restent un peu obscurs... d'autant qu'on peut toujours augmenter la vitesse d'un fluide par effet Venturi, si le paramètre important est ici la vitesse à laquelle un volume d'eau quelconque frappe l'auget à l'air libre)

Merci de vos éclairages.

[Ticapix]

Bonjour,

C'est vrai qu'il y a une hauteur de chute privilégiée pour chaque type de turbine, mais toutes les turbines peuvent effectivement fonctionner à différentes hauteur de chute. L'exemple que l'on connait tous est celui de la turbine Francis. On l'installait au début de ce siècle à partir de 1 m jusqu'à plus de 100m.

Cela dit sous de faibles chute la Francis , ne tounait pas vite et devennait vite monstrueuse si l'on souhaitait passer beaucoup d'eau. C'est à partir de ce constat que l'on découvert l'hélice puis Victor Kaplan sa turbine du même nom.

Le principal avantage de la Kaplan ( en dehors de sa plus grande flexibilité) sous faible chute par rapport à une Francis, c'est une vitesse de rotation plus élevée et une taille moindre pour le même débit absorbé sous la même chute. A contrario si la chute s'élève, la Francis reprend l'avantage car elle tournera moins vite.
Ex :
Sous 2 m pour 5 m3/s
Une francis diam = 1m75 rotation 51 tours/min
Une kaplan diam 1m30 rotation 178 tours/min

Sous 50 m toujours pour 5 m3/s
Une francis 0.78 cm à 577 tours/min
Une kaplan diam 58 cm et 2010 tours/min


On retrouve le même parrallèle entre le rouet que l'on retrouve sur certains moulin sous 2 m de chute et la Pelton
Ici le rouet avait un avantage car en tournant lentement on entrainait les meules directement mais le couple n'était pas très important d'ou l'avantage des roues à aubes.

100 m et 1m3/s
Une pelton 1 jet tournera à 234 tours/min et la roue fera 1 m80 de diamètre
Une pelton 4 jet tournera à 450 tours/min et la roue fera 0 m88 de diamètre

2 m et 1m3/s
La pelton ou plutôt le rouet aura un diamètre de 4 m70 et tournera à 12 tours/min

Donc on peut mettre n'importe quelle turbine sous n'importe qu'elle hauteur de chute, mais la réalisation de la turbine (encombrement) ou son exploitation ( vitesse de rotation) seront très différentes selon les cas.
Ces variations sont dues essentiellement à une caractéristique de la turbine sa vitesse spécifique

Pour un diamètre et une chute donnée, pus la vitesse spécifique est élevée, plus la vitesse de rotation sera élevée et le débit absorbé important.

Cdt


TG

[CF21]

Merci Ticapix. Mais j'ai pas encore tout compris.

Dans le dernier exemple, pourquoi donc est-on obligé de faire une Pelton de 4,7 m de diamètre pour absorber 1 m3/s de débit? Dis comme cela, cela paraît démesuré.

J'essaie d'imaginer mentalement une petite chute de 2 m et 1 m3/s (vos valeurs), son débit est canalisé par une conduite forcée qui se termine par des pointeaux : si on met une Pelton de 1 m de diamètre, par exemple, il va se passer quoi concrètement? Elle ne tourne pas ? Elle tourne trop vite ?

[Ticapix]

Bonsoir,

Je vais essayer de faire plus simple
En fait l'injecteur sous 2 m compte tenu de la faible vitesse de l'eau, n'aura aucune force ( turbine à action) et peu de vitesse.
Ainsi pour exprimer la puissance de la chute, le fait que l'eau ne sorte pas vite de l'injecteur, il va falloir plus de godets d'où le diamètre plus gros et la vitesse plus lente.

Il existe une relation vitesse de sortie de l'eau à l'injecteur et vitesse de la roue, plus la vitesse est élevée, plus la roue peut tourner vite et le diamètre diminuer
Il existe également une relation entre diamètre du jet et largeur de l'auget.

Toutes ces relation, taille, débit, diamètre, vitesse.......sont liées par des équations précises issues de l'étude des vitesse , de l'impact d'un jet sur une surface.......dont il faut tenirr compte pour garder un bon rendement.
Sinon, je suis d'accord on peut faire tourner une roue de 1 m de diamètre avec un jet de d'un débit de 1m3/s sous deux mètres , mais la roue va être rapidement noyée et on va vite se retrouver dans la configuration d'une roue à réaction...........et si on veut améliorer le rendement on va arriver à la Francis puis la Kaplan............et la boucle est bouclée !

Cdt

TG