Les diamètres respectifs de la vis d'une part et de la vanne écluse ne me paraissent pas les plus importants. Ce qui compte à mon avis ce sont les débits respectifs, sachant que la vis et la vanne écluse ont une vitesse de rotation liée. A l'extrémité de l'axe de la vis et de l'axe de la vanne écluse, il y a sur chacun une roue dentée et une chaîne qui relie ces 2 roues dentées (13 dents pour la vis et 30 dents pour la vanne écluse).
Le moteur qui les entraîne, de type asynchrone a une vitesse de 1420 tours/mn à charge nominale. Il est couplé un réducteur de rapport de réduction i= 420 qui entraîne la vis.
La vitesse de la vis est donc 1420/420= 3,38 tours/mn et celle de la vanne écluse 3,38x13/30=1,465 tour/mn.
Ceci est confirmé par mes mesures sur la vanne écluse: 41 secondes/tour soit 1,463 tour/mn.
Vanne écluse
Chacun des deux évidements du piston, de diamètre approximatif 10 cm, a un volume de 47,6 cm3. Le débit théorique de cette vanne écluse est donc
1,463x2x47,6=139,3 cm3/mn ou 8,356 l/h, si densité 650 g/l, débit massique 5431 g/h. Ce débit correspond à peu près à celui mesuré à 100% de taux de marche soit 5,466 kg/h.
Vis d'amenée des granulés.
La vis a un diamètre de 52 mm, mais son pas m'est inconnu, donc pas possible d'en déduire le débit à pleine section. Elle tourne plus vite que la vanne écluse et je pense que son taux de remplissage est loin des 100%. Imaginons que l'angle soit de 70° par rapport à l'axe, le pas correspondant serait de 2x52/tang 70=37,85 mm. A pleine section et en négligeant le volume occupé par le métal (axe et hélice) un tour correspond à un pas et représente un volume de 37,85x3,1416x52x52/4=80383 mm3 soit 80,38 cm3.
Pour une vitesse de 3,38 tours/mn , le débit correspondant est 3,38x80,38=271,69 cm3/mn ou 16,3 L/h et 10,59 kg/h.
Comme elle est alimentée par la vanne écluse à 5,431 kg/h son coefficient de remplissage serait de l'ordre de 50%, c'est à dire un taux normal pour une vis presque horizontale dans laquelle les granulés glissent sur le fond cylindrique et sont emmenés horizontalement par la vis.
Aspect conceptuel
I me semble que par conception, la vanne écluse qui capture un volume assez constant dans chaque évidement, permet ainsi de mieux contrôler le débit. Pour la régulation, la stabilité du débit est importante, la régulation va agir de façon quantifiée (par exemple +10%) sur le débit de granulés injectés dans le foyer pour ramener la température de sortie au niveau de la consigne. Si le débit réel est augmenté aléatoirement de +5% ou de +15% au lieu de +10%, ce bruit se transmettra sur la température de sortie. Et comme l'effet ne se voit que plusieurs minutes après cela amplifie le bruit ou l'imprécision sur la température de sortie. Lorsque j'avais essayé d'identifier et quantifier les paramètres de la régulation il y a quelques années, j'avais constaté que la température des fumées est un paramètre intéressant pour la régulation, car il réagit plus rapidement que la température de sortie. Toutefois , c'est principalement la dérivée qui est utilisable car la température des fumées en régime permanent dépend de la puissance thermique.
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