force d'un fluide sur une turbine et vitesse des pales

[McNogard]

bonjour, dans le cadre de mon TPE, je suis amené à calculer la production énergétique d'une turbine hydrolique au fon d'un fleuve. je possède la vitesse, la pression, l'énergie cinétique etc. de l'eau dans la turbine mais je ne sais pas comment savoir quelle partie de son énergie est transmise aux pales pour déterminer leur vitesse de rotation. celle-ci sont 3 en forme de quart de cercle et sont parfaitement perpendiculaires au courant. il y a toujours 2 pales qui subissent la force du courant alors que l'autre se déplace dans l'autre sen, mais suite à un dispositif de ma création, elle ne subit pas de résistance due à un contre courant.
je me creuse la tete depuis presque un mois, et meme mon prof de physique dit que ça risque d'etre compliqué de trouver un résultat de façon théorique, mais je ne peux pas partir à la recherches de valeures expérimentales non plus, n'ayant pas les matériaux et le temps de construire cette turbine et de fare des mesure dessus.
donc en résumé, je cherche la quantité d'énergie fournie par une telle turbine, ayant tous les renseignement sur le fluide et la forme des pales (reliées à un alternateur de nature indéfinie pour l'instant, mais ce serait plus simple si il était monophasé je pense).
-----

[invite07941352]

Bonsoir,
Je pense que ce lien vous aiderait à dégrossir votre problème : /http://www.discip.ac-caen.fr/aca/serviceseducatifs/pdf/aube_roues.pdf

[McNogard]

merci beaucoup, ça m'aide beaucoup, mais le problème c'est que je n'ai qu'une seule des deux forces, je ne sais pas comment calculer celle de l'axe de rotation (rayon=0.5m) et je me demande aussi du coup si la vitesse linéaire de la pale est égale à sa vitesse de rotation, et si non, comment trouver la sagonde? et si quelqu'un connait une formule pour passer de la vitesse de rotation à l'énergie électrique produite, je la veux bien.

[invite07941352]

Re,
La vitesse de rotation de la turbine donne la vitesse linéaire de la pale , selon le rayon considéré . Et vice versa . C'est lié .
Quand vous aurez un couple moteur , le produit d'une force par sa distance à l'axe , et une vitesse de rotation, vous aurez la puissance mécanique , mais pas celle électrique à cause des rendements .

[A voir en vidéo sur Futura]

[McNogard]

donc si j'ai bien compris, si je prends une vitesse linéaire de 10m/s, la vitesse de rotation du bout de la pale (rayon=0.5m) aura une vitesse v=10*0.5=5m/s
et après je peut utiliser la meme formule pour la vitesse de l'axe centrale et donc du rotor?

[invite07941352]

Re,
Roue ( ou turbine) de rayon : 0.5 m, donc , circonférence de 3.14 m .
Si vitesse circonférentielle de 10 m/s ( à l'extrémité de ce rayon de 0.5 m), alors, vitesse de rotation de la roue ( ou turbine) : 10 / 3.14 = 3.18 tr/s .

[McNogard]

donc c'est la circonférence qu'il faut utiliser, et pas le rayon?
en fait c'est logique parce que sinon on va devoir refaire pleins de calcules pour mesurer la vitesse de tous les points de la pales. et pour le rendement d'un alternateur, vous avez une piste à me fournir? parce que c'est le dernier truc qui me manque et j'ai fini (enfin j'espère )

[invite07941352]

Re,
Pour le rendement d'un alternateur vers son point de fonctionnement nominal , si vous prenez 0.8 à 0.9, vous ne devez pas être loin de la bonne valeur .

[McNogard]

et d'où sortez vous cette valeurs? parce que je peux pas sortir "0.8 ou 0.9" comme ça. et si je multiplie cette valeur par la vitesse en tours par minute, j'obtient un résultat en quoi? W,A,V,J ya le choix

[invite07941352]

Je sors la formule du rendement d'un alternateur par le rapport entre la puissance électrique qu'il fournit, divisée par la puissance mécanique qu'il absorbe , COMME TOUT LE MONDE ...
C'est sûr qu'on ne multiplie pas n'importe quoi par n'importe quoi ....ya le choix, c'est sûr, reste à faire le bon . Salut !

[McNogard]

donc en fait vous savez pas trop comment l'utiliser ce 0.8 du coup ^^
parce que je pense que si je pars de la vitesse de rotation, ça devrait me donner la fréquence, mais ça ne me dit rien sur la puissance électrique fournit.

[invite07941352]

Si moi, je sais, merci , mais je ne vais plus faire le travail à votre place ...

[McNogard]

c'est bon, j'ai trouvé des courbes de rendement pour un alternateur selon la vitesse de rotation et qui me donnent la puissance produite en Ampère. mais je me demande si ça sufit à définir la puissance produite ou si je devrait essayer de le convertir en W, en W/h ou en J.

[McNogard]

le problème mnt, c'est que j'ai une vitesse linéaire de 1m/s mais ça me donne une vitesse de rotation de 18t/mn et ça me parait peu pour une turbine hydraulique. mais comme elle est au fond d'un fleuve (la loire) c'est peut-etre normal.