Accumulateur hydropneumatique

[invite30959d89]

Bonjour,

Je dois faire l'étude d'un circuit hydraulique (eau) comprenant un accumulateur hydropneumatique sans vessie.
Si vous avez des infos sur ce type de technologie, je suis preneur.

Merci.
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[invitecaafce96]

Bonjour,
Les différentes technologies et le matériel sont particulièrement bien décrits chez ce fournisseur :
http://www.hydroleduc.com/images/lin...uc_accu_fr.pdf

[invite30959d89]

En analogie avec un condensateur en electricité, j'aimerai bien trouvé les équations

[invite30959d89]

Quelqu'un peut il m aider sur ce type d 'exercice.

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite30959d89]

Bonjour,
Pour mon accumulateur, j'ai tenté une approche par les formules du condensateur

uc(t) = U(1-exp(-t/RC)) et uc(t) = Uexp(-t/RC))

avec r= résistance hydraulique ; r= pression/débit du récepteur

c= variation de volume / variation de pression (à partir de p1*v1^1.4=p2*v2^1.4)

Qu'en pensez vous???

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Pour moi, l’analogue électrique est une source de tension qui varie dans le temps pour simuler la pompe, suivi d’une résistance pour simuler les pertes de charge, branché dur un condensateur pour l’accumulateur hydropneumatique branché lui même avec une résistance en parallèle pour simuler la vanne et le récepteur.

Maintenant il faut voire ce qui varie dans le temps, et si la pompe est asservie pour maintenir une pression de consigne.
Au revoir.

[invite30959d89]

Bonjour,

La pompe n'est pas asservie, c'est un enclenchement par contacteur.
La pompe est sous dimensionné par rapport au débit demandé par le récepteur d'où l'utilité de l'accumulateur.

Lorsque la vanne est ouverte, l'accumulateur se vide (eau) et l'air se détend. Dans les temps morts (vanne fermée) le niveau monte et l'air se comprime.

Pour la décharge, j'obtiens des résultat plus ou moins satisfaisant par contre j'ai un peu de soucis pour la charge.

La source de tension qui varie dans le temps est donné par la formule: e= u - ri . (pression max (débit nul)= pression du réseau - résistance * débit)

Il faut que j'arrive à déterminer la résistance de l'accumulateur...

Il faut savoir aussi que j'ai des relevés de la pression en fonction du temps afin de comparer mes résultats calculés.

Je ne cherche pas nécessairement une analogie avec l'électricité mais vu mon manque de connaissance et information en mécanique des fluides, j essaye de trouver la solution à mon problème via l'électricité.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Dans ce cas, c’est le montage de votre système qui est bancal. Il faut une valve après la pompe. Si non, quand elle s’arrête, l’accumulateur se déchargera sur le circuit d’avant la pompe.

J’espère que la pompe n’est sous dimensionnée que pour les débits instantanés et non en moyenne !

Vous aurez 3 cas à étudier séparément, suivant l’ouverture ou non de la vanne et que la pompe soit en fonctionnement ou non.
Au revoir.

[albi69]

Bonjour,
Il manque en effet un clapet en sortie de pompe.
Il faut considérer l'accumulateur comme une réserve d'énergie. L'accumulateur va emmagasiner un volume d'eau et une pression. Pour simplifier, l'énergie restituée se fera sous forme de débit et pression pendant une durée déterminée.
En l'absence de clapet de sortie de pompe, lors de l'arrêt de l'ensemble, l'accumulateur fera tourner la pompe en sens inverse à une vitesse pouvant satelliser l'ensemble (restitution pendant une durée très courte de l'énergie accumulée).
Ce type circuit avec accumulateur est utilisé quand le récepteur consomme une puissance importante pendant une durée courte. Il faut faire l'analogie avec un démarrage de moteur de voiture.
Pour démarrer les calculs, il faut connaitre les éléments suivants :
Cylindrée du récepteur.
Fréquence de fonctionnement pour avoir le débit moyen en L/min.
Le débit moyen sera le débit de la pompe.
Définir le volume devant être accumulé. Exemple pour une voiture, 10 démarrages avant de vider la batterie.
Définir la pression mini de fonctionnement. Pour une voiture, 10 Volts
Définir la pression maxi du circuit, pression nominale des composants du circuit.
L'accumulateur sera calculé en fonction des pressions max, mini et du volume devant être restitué.

Le volume de l'accumulateur se calcule de la façon suivante :
Son volume sera V0, volume vide ex 10 litres.
Il aura une pression dite de gonflage, P0, c'est la pression d'air qui se trouvera dans l'accumulateur quand il sera vide d'eau.
La pression P0 sera aussi la pression mini de fonctionnement du circuit. Ce sera aussi la valeur de réglage du pressostat qui fera démarrer la pompe.
La pression maxi sera P1 qui sera aussi la valeur de réglage du pressostat de coupure de la pompe.
Le volume de l'accumulateur sera V1.
Toujours de manière simpliste, la relation suivante gère la situation : P0*V0 = P1*V1 Nous cherchons V1.

Pour compliquer:
Quand les échanges se font lentement, durée supérieure à 1 minute, la transformation se fait de façon isotherme, c'est le cas de la formule ci-dessus.
Quand les vitesses d'échange sont plus importantes, la transformation est dite adiabatique, les formules sont complètement différentes et la réalité se traduit par la mise en place d'un accumulateur dont le volume peut être de capacité double. Un peu comme en électricité quand la batterie chauffe.
Il faut aussi ajouter les pertes de rendement à tous les niveaux.

NOTA
Le système peut aussi fonctionner sans pressostats pour arrêt et démarrage de la pompe, les calculs sont identiques, il suffit de déduire le débit de la pompe en fonction de la durée analysée, cela se traduit par un volume à soustraire.

[invite30959d89]

Bonjour,

Je suis d'accord avec vous concernant le clapet anti retour, j'avais juste fait un schéma de principe sans trop de détail.

Je rejoins "lpfr" concernant l'analogie, on est en présence d'un condensateur réel donc avec une résistance en parallèle sur le condensateur.

Je doit vérifier si l'équation différentielle est bonne et creuser un peu pour trouver le facteur "c" (m³/ bar) ainsi que la résistance de la pompe (analogie électrique e=u - R * i)

Concernant le message de "albi69", j'ai mis des données sur le schéma. (pour le calcul du volume 2, j'ai utilisé la transformation adiabatique avec un coefficient de 1,5)
Je continue à avancer sur mon idée de base d'analogie avec l électricité, maintenant si tu as un modèle , je suis preneur.

Ps: j'ai rajouté le clapet anti retour sur le schéma

[albi69]

Bonjour
J'ai du mal avec l'électricité.
Je pense que la résistance du récepteur doit être assimilée à un diaphragme. Diamètre diaphragme = Débit Q * Racine 1/Delta P . quand la sortie du récepteur est à l'air libre on a : Dia = Q* Racine 1/P
Pour les calculs, il vaut mieux utiliser la pression en pascals, N / M².

Résistance = pression / Débit = (N/m²)/(M3/Sec) ?
Sur le schéma de l'analogie, je ne reconnais pas le schéma hydraulique.
Pour moi, l'accumulateur est en parallèle avec le générateur de débit/courant et les deux résistances/récepteurs sont aussi en parallèle. On peut considérer que la sortie des récepteurs est raccordée directement à l'aspiration de la pompe. Ce qui est aussi un schéma classique en hydraulique.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
@itimaison:
Franchement, vos valeurs me font peur. Une pompe d’une puissance proche de 300 kW, et des pressions de 90 bars.
Si vous êtes le concepteur, j’espère que vous avez une bonne assurance.
Au revoir.