Bonsoir,
Je suis actuellement en train de réflechir a un genre de turbine qui exploite un tourbillon d'eau pour générer de l’électricité, dans un cadre personnel.
L’échelle ici est assez modeste, quelques mètres de dénivelé tout au plus, et un débit assez moyens ( ~1M3/s) et dans un contexte amateur, donc pas la peine de partir dans des idées de barrage de 5 millions de mètres-cube ou dans des concepts trop complexes de systemes hydraulique. Tout ceci étant pour le moment théorique.
En faisant entrer de l'eau dans un bassin circulaire par un canal un peu tangent et en faisant sortir tout ça par un trou au centre, on peut créer un tourbillon, l'idée est d'exploiter celui-ci.
Étant globalement une quiche en math, en tout cas loin du niveau requis pour faire de la mécanique des fluides, je viens chercher un peu d'aide pour optimiser mon bousin et en comprendre un peu plus sur le sujet. (pour ce qui est du niveau de physique, on peut admettre un début de post-bac, pour ce qui est de la méca fluide, néant, au passage, des recommandation de lectures élémentaires sur le sujet me feraient le plus grand bien)
Mon problème est le suivant: comment récupérer un maximum d'énergie de mon vortex ?
avec deux sous-problématiques:
- mettre une turbine plutôt au centre, ou plutôt en périphérie, ou plutôt les deux ?
- mettre quoi comme turbine ?
Après quelques recherche de base, il me semble que le centre du vortex tourne plus vite. A contrario, il me semble que la périphérie représente un volume plus important, mais je suis loin d'en être sur.
De mon point de vue, récupérer de l’énergie serait plus efficace au centre et en bas du vortex, une fois que le fluide a fini de s’accélérer, et parce que plus bas = plus d’énergie potentielle transformée en énergie cinétique, et surtout une turbine a cette emplacement "touche plus d'eau" vu que 100% de l'eau doit s’évacuer par là, mais est-ce juste ?
Ensuite la turbine en elle-même. Là j'ai quelques idées, mais aucune notion de ce qui a un bon/mauvais rendement ni de pourquoi, et la moindre documentation est a peu près illisible a mon niveau... D'après les graphes pression/débit de ce qui se fait en hydraulique, a basse pression on utilise des turbines francis et kaplan, mais ces turbines sont conçues pour fonctionner dans des régimes de pressions, bien supérieures a un simple vortex a ciel ouvert, (même si la turbine kaplan pourrait surement s'y adapter) et surtout avec une entrée d'eau tangentielle, assez peu compatible avec mon mignon-petit-vortex-au-fond-du-jardin
En retenant tout de même ces idées, deux possibilités me viennent: en mettant en bas du vortex une hélice, dans le style d'une hélice de bateau, le résultat serait peut être acceptable et assez facile a mettre en œuvre.
L'autre idée serai une sorte de turbine Francis, mais dont l'entrée serait axiale et la sortie tangentielle, afin d'exploiter la rotation et le débit de mon vortex a basse pression.
Dans tous les cas, les question qui émergent alors sont celle du nombre de pales, leur forme et de leur angle, pourquoi et comment les définir ?
Quelle autre genre de turbine pourrait faire un bon office ici ?
Voila merci d'avoir lu ce petit pavé, n'hésitez pas a faire pas de vos lumières, que ce soit sur le principe de base, ou sur des points techniques. Surtout ne soyez pas avares en explications, je serai reconnaissant pour toute info, que ce soit par les membres du forums ou les liens externes, et même pour les blogs des années 80
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