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Calculer le rendement dune turbine a vapeur

  1. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
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    lagny (77)
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    peut etre ca sert a rien d'avoir 400 bar pour avoir 48 % de rendement si d'apres carnot avec 370°c et 100°C je ne peux avoir que 44%. il doit y avoir une pression optimum pour une certene temperature. avec 300 bar peu etre ca suffit pour 370°C


    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     


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  2. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
    Localisation
    lagny (77)
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    48
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    le problème du moteur Ericson c'est que quand tu comprimes a 10 bar t'es déjà presque à 350°C donc si tu chauffe a 370°c il va falloir que tu débites un maximum de fluide et avec toutes les pertes tu risque fort de consommer plus d'énergie que tu n'en récupère.

    Avec le moteur Stirling c'est pareille ca fais un moteur énorme pour pas beaucoup de puissance en plus il faut utiliser des fluides spéciaux et mettre tout le moteur sous pression. tout cela est bien compliqué et en plus c'est impossible de calculer précisément le rendement .
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     

  3. chatelot16

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    juin 2007
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    370°c et 100°C je ne peux avoir que 44%

    tu peut esperer ton rendement de 44% avec un cycle qui marche entierement entre 370° et 100°C , helas avec la vapeur , en se limitant a une pression raisonable le bouilleur absorbe une grosse partie de la chaleur a une temperature plus faible ... il n'y a que la chaleur aborbé par le surchauffeur qui donne un meilleur rendement

    le stirling , peut fonctionner entierement a la temperature souhaité : ca augmente le rendement ... helas ses compromis genre regenerateur et volume mort font que le resultat est discutable
     

  4. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
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    lagny (77)
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    qu'entend tu par pression raisonable ??? il me semble que c'est plutot la temperature quil est dur de matriser. audela de 400°C il faut des acier speciaux qui coutent une fortune alors qu'en dessous de 400°C la pression ne presente pas vraiment de probleme .je peux faire 2 detentes. une a 400 bar et une a 20 bar. qu'en penses tu?

    si je fais qu'une detente a 20 bar le bouilleur pompe toute l'energie et je recupere rien lors de la condensation car la temperature est trop basse . par contre j'ai pensé a un cycle comme celui ci.

    eau a 1 bar et 100 °C
    eau a 300 bar et 100°C
    eau a 300 bar et 370°C
    detente dans le premier etage jusque 17 bar
    une partie de la vapeur rechauffe le condenseur une autre partie est rechauffé a 370°C
    detente a 1 bar et 100°C
    condensation.
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     

  5. chatelot16

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    juin 2007
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    c'est avoir a la fois forte pression et temperature qui pose un probleme

    avec la vapeur la pression augmente forcement avec la temperature ... avec l'air chaud on choisi ce qu'on veut ... simplement le raport de temperature absolue fait le raport de pression ... mais rien n'oblige a faire tout l'ecart de temperature avec le meme cycle , on peut faire un vrai cycle a vapeur entre 100 et 250°C et un cycle a air entre 250°C et la temperture maximum que tu veux

    le cycle a vapeur donnera presque entierement le rendement prevu par carnot grace a la qualité bien connue de ce systeme et le cycle a air pour les haute temperature fera ce qu'il peut , beaucoup moins que le cycle de carnot mais ca sera toujours ca de pris

    il serait interressant de trouver un liquide qui bouillisse a la bonne temperature et pression , helas je n'en ai vu que 2 :

    1) le mercure ! pour des raison ecologique il vaut mieux oublier
    2) le souffre , solide a temperature ambiante , mais liquide et gazeux aux temperature ou la vapeur fait trop de pression ... il existe deja dans l'industrie des pompe en fonte et des tuyaux et des citerne pour transporter du souffre fondu , mais j'ignore completement les probleme qui se poserait si on voulait monter en pression

    autre fluide ? je cherche toujours ...
     

  6. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
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    lagny (77)
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    si avec 100 ° et 350°C on obtient deja 17% avec la vapeur si on fait deux detente et que l'on augmente un peu la temperature je pense que l'on est pas loin des 40% puisque pour une vaporisation on a 2 fois plus d'energie. et peux etre avec un soutirage on augmente encore le rendement. avec 40 % de rendement theorique ca serait tres bien.
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     

  7. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
    Localisation
    lagny (77)
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    un simple tube inox diametre 13 epaisseur 3mm resiste a une pression de 500 bar a 400°
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     

  8. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
    Localisation
    lagny (77)
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    une turbine a vapeur peux elle produire une puissance variable avec un debit de vapeur variable tout en tournant toujours a la même vitesse ?
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     

  9. pi-r2

    Date d'inscription
    juillet 2004
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    Je pense que la réponse est oui.
    Les bonnes idées triomphent toujours... C'est à cela qu'on reconnait qu'elles étaient bonnes !
     

  10. invite76532345
    Invité

    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    Bonjour
    Depuis l'invention de Mr James Watt (voir Google), tous les régulateurs plus ou moins sophistiqués ont pour mission sur une turbine à vapeur de la faire tourner à vitesse constante. La consigne de vitesse, dans la gamme autorisée pour la machine, est fixée par l'opérateur en fonction de ses besoins
    Quand la charge sur l'arbre diminue, la turbine tend à accélérer, donc le régulateur fait progressivement fermer l'arrivée de vapeur jusqu'à obtention de la vitesse recherchée.
    Quand la charge sur l'arbre augmente c'est l'inverse qui se produit.
    L'énergie électrique produite en France l'est à ~90% à partir de turbines à vapeur. La consommation, donc la charge,(c'est à dire la puissance demandée par les usagers) varie constamment. Cependant la fréquence du réseau reste constante à un "pouième" près donc la vitesse de rotation des turbines aussi.
    Plus d'informations sur la régulation de vitesse avec une recherche "Google".

    A+
     

  11. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
    Localisation
    lagny (77)
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    Bonjour papykiwi,

    l'augmentation de puissance a vitesse constatnte se fais alors par l'augmentation de la pression de la vapeur . la vapeur possede plus d'energie et il y en a davantage parceque plus de pression.
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     

  12. verdifre

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    mai 2006
    Localisation
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    bonjour,
    Depuis l'invention de Mr James Watt (voir Google), tous les régulateurs plus ou moins sophistiqués ont pour mission sur une turbine à vapeur de la faire tourner à vitesse constante.
    le regulateur dit de watt n'est pas son oeuvre, il existait déja depuis plusieurs dizaines d'années et était utilisé sur des moulins à vent pour reguler la vitesse de rotation des meules.
    les plus grands noms ont cherché avec beaucoup de difficulté à percer son fonctionnement exact. Tchebichev entre autres à beaucoup travaillé sur ce qui était appelé le probleme de isochronisme de ce regulateur. On sait maintenant que ce probleme est insoluble.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !
     

  13. chatelot16

    Date d'inscription
    juin 2007
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    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    bien sur quand on ferme un robinet sur l'arrivé de vapeur ca reduit la puissance ... mais ca reduit le rendement ... ce n'est pas un probleme dans les centrales nucleaire que de toute facon on prefere faire tourner a puissance nominale

    mais tout depand du type de turbine ... il y a les turbine de laval , un peu dans le meme principe que les turbines peleton , mais adapté a la vapeur , qui gardent un bon rendement sur une certaine gamme de puissance

    il y a eu des turbine parson pour bateau dont le premier etage n'etait pas du meme type que tous les autre , mais du genre de laval , pour un meilleur rendement a puissance reduite

    il y a aussi des turbine avec plusieur entré de vapeur differente adapté a differente puissance

    je ne sais pas ou en est la technique aujourd'hui , je connais juste une petite partie de ce qui a été fait a l'epoque ou les turbines commencaient a remplacer les moteur a vapeur a piston sur les bateau ... de toute facon les turbines on eu un rendement a faible puissance moins bon que les pistons ... c'est le diesel qui a resolu definitivement le probleme , et a peut etre coupé les rercherche sur une turbine a large plage de fonctionnement

    pour les meillieur moteur a vapeur a piston , le regulateur a boule ne commande pas un robinet d'admission de vapeur , mais le mecanisme de distribution : temps d'ouverture de la soupape (ou tiroir) d'admission
     

  14. invite76532345
    Invité

    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    Re:

    Eric DUPONT:
    la vapeur possede plus d'energie et il y en a davantage parceque plus de pression.
    Oui, mais la pression maximale à débit maximal est fonction des capacités de la chaudière... qui ont bien sûr une limite... et que l'on exploite au mieux pour des raisons évidentes de rendement et de sécurité.
    Par contre, quand la vanne d'admission de la vapeur "régule" il est évident qu'il y a une chute de pression entre l'amont et l'aval de celle-ci, donc une pression plus faible à l'entrée des directrices de la turbine.
    Le régulateur (aujourd'hui agissant en "PID" [voir Google]) assure l'équilibre débit/chute de pression nécessaire au maintien du régime.

    Verdifre:
    le regulateur dit de watt n'est pas son oeuvre, il existait déja depuis plusieurs dizaines d'années et était utilisé sur des moulins à vent pour reguler la vitesse de rotation des meules.
    Exact. Il l'a en fait adapté à la machine à vapeur (alternative à l'époque) mais il reste que le brevet de 1788 est à son nom....
    Note: (HS) Dans l'histoire de l'industrie il n'est pas le seul à avoir "pompé"....(Il y en a d'autres, bien plus proches de nous) (Fin du HS)
     

  15. Eric DUPONT

    Date d'inscription
    décembre 2007
    Localisation
    lagny (77)
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    1 410

    Re : Calculer le rendement dune turbine a vapeur

    ce qui m'interesse c'est ce qui se passe dans le corp de la turbine pour fournir une puissance differente avec un même regime de rotation. j'ai vu qu'il existe des turbines a action et d'autres a reaction, ou bien les deux. c'est a dire que la vapeur prend sa vitesse avant d'etre envoyé sur les aubes de la turbine ou bien la vapeur se detend en même temp qu'elle traverse les aubes de la turbine.

    mais comme dit chatelot, il semble qu'il y ait davantage de perte au niveau aerodynamique que dans un piston qui pour le coup son inexsitante. mais d'un autre coté avec le moteur a piston on a le frotement du psiton et l'usure.

    pour avoir une turbine a large plage de fonctionnement peu etre faudrait il faire varier lanle des aubes. j'ai vu qu'il existe des turbo a geometrie variable où l'angle d'injection de l'air peu varier selon la vitesse du moteur pour avoir même de la pression a bas regime.
    Dernière modification par Eric DUPONT ; 04/12/2010 à 12h54.
    la voiture azote a azote liquide + géothermie moins cher que le pétrole et le nucléaire.
     


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