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turbine



  1. #1
    jherve

    turbine


    ------

    bonsoir
    ayant une chutte d'eau de 1.5m et de debit 20m3/h j'envisage, apres avoir consulté x rubriques sur le net, de construire une turbine pour produire environ 300 w max.
    j'ai vu plusieurs rapport de faisabilité mais aucun n'indique quel type de turbine il faut utiliser
    quelqu'un pourrait il m'aider
    merci et a+

    -----

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  3. #2
    Jean-Luc

    Re : turbine

    Bonjour,
    20 m3/h c'est peu: 5.5 l/s
    La formule pour la puissance brute est P= Q*G*h avec Q en m3/s et P en KW ça donne 0.0055*10*1.5=0.0825 KW soit 82 W on est loin des 300w voulus.
    Ce n'est pas rien tout de même, avec une petite hélice on peut produire...
    @+
    Jean-Luc

  4. #3
    jherve

    Re : turbine

    re
    daccord pour ton calcul.
    mais mon but est de charger des batteries et de restituer cette charge sur mon aerateur ne demandant que 20w de puissance (au depart j'avais prevu pompe et aerateur)
    quel type de turbinr dois je utiliser et si possible quelques explications quant à sa réalisation ( si ce n'est pas trop demander)
    merci et a +

  5. #4
    FC05

    Re : turbine

    Citation Envoyé par Jean-Luc Voir le message
    Bonjour,

    La formule pour la puissance brute est P= Q*G*h avec Q en m3/s et P en KW ça donne 0.0055*10*1.5=0.0825 KW soit 82 W on est loin des 300w voulus.
    Un puissance est en watt = W = J/s = N.m/s.

    Le produit Q*G*h (en fait Qv*g*h) est en m3/s * N/kg * m ... on est loin du compte !

    Par contre, si on multiplie le tout par la masse volumique du fluide (ro) en kg/m3, là, ça colle !

    P = ro.g.h.Qv. Bien sur, mon résultat est en W ... après, là ça fonctionne parce que coups de pot, ro = 1000 kg/m3.

    Autre chose K = kelvin et k = kilo = 1000.

    Dernière chose : oui je suis chiant, mais j'en ai marre d'expliquer à mes élèves les "approximations" des formules qu'ils trouvent sur internet.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  6. #5
    Jean-Luc

    Re : turbine

    Bonsoir,
    à FC05: tu as farpaitement raison, c'est très bien , mais les lois de Bernoully ne sont pas que sur internet.

    Pour jherve: pour calculer le diamètre d'une hélice quand on a le débit , il faut connaitre la vitesse de l'eau. La formule c'est v= racine de 2gh.
    Pour un bon rendement la vitesse est réduite de moitié.( Si on ne la réduit pas on ne récupère aucune énergie). Bref, sous 1.5m de chute 5.4 m/s, on prend 2.7m/s.
    Problème : Quelle est la section circulaire qui laisse passer 5.5 dm3/s à la vitesse de 27 dm/s.
    Réponse:0.2 dm2 soit une hélice de 5cm de diamètre, mais attention tout n'est pas utilisable, le moyeu prend de la place, il convient d'utiliser une hélice plus grosse.
    à suivre. @+
    Jean-Luc

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    fishingmanager

    Re : turbine

    Bonsoir,
    Au sujet des calculs voila un site qui doit etre interessant:

    http://clients.newel.net/particulier/amader/formules.htm#Puissance%20d'une %20chute

    D'autre part en cherchant sur ce site il traite aussi des differents mecanisme à eau.
    Dernière modification par fishingmanager ; 02/12/2007 à 00h27. Motif: reectification

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  10. #7
    fishingmanager

    Re : turbine

    Citation Envoyé par FC05 Voir le message
    Dernière chose : oui je suis chiant, mais j'en ai marre d'expliquer à mes élèves les "approximations" des formules qu'ils trouvent sur internet.
    Bonsoir,
    Il y a bien longtemps que j'ai été elève mais je trouve aussi aux environs de 82 watts ou plus exactement sans faire d'approximations 78.5 watts.
    C'est peu pour faire tourner une generatricecar il s'agit de la puissance maxi théorique.

  11. #8
    chatelot16

    Re : turbine

    c'est une puissance faible mais 24h sur 24 ce n'est pas negligable quand meme

    un petit alternateur de groupe electrogene a un rendement lamentable de 50 ou 60 % mais c'est petit et ca fait 2000w

    pour faire une aussi faible puissance avec un alternateur pas surchargé on peut faire 95% sans rire

    pour la turbine une pompe centrifuge utilisé a l'envers serait une solution simple mais pas forcement avec le meilleur rendement

  12. #9
    invite76532345
    Invité

    Re : turbine

    Bonjour
    pour la turbine une pompe centrifuge utilisé a l'envers serait une solution simple mais pas forcement avec le meilleur rendement
    Non, pas le meilleur et certainement si mauvais qu'inacceptable.
    Quel type de pompe centrifuge ?
    Mais au fait que faut il comprendre par "utilisé a l'envers" ?
    Est-ce la pompe utilisée en moteur ou la pompe dans laquelle on fait circuler l'eau en sens inverse de la normale (entrée par la sortie) ?
    A+

  13. #10
    FC05

    Re : turbine

    Citation Envoyé par fishingmanager Voir le message
    Bonsoir,
    Il y a bien longtemps que j'ai été elève mais je trouve aussi aux environs de 82 watts ou plus exactement sans faire d'approximations 78.5 watts.
    C'est peu pour faire tourner une generatricecar il s'agit de la puissance maxi théorique.
    Je n'ai pas dit que le résultat était faux, j'ai même écrit le contraire !

    C'est juste que la formule était incomplète, en fait c'était une simplification avec le ro de l'eau qui vaut 1000 kg/m3. C'est pratique pour faire les calculs, mais si ro n'est plus le même ça foire complètement.

    Comme le site de FS est assez fréquenté et sort souvent dans les premiers lors de recherches gogol j'ai pensé utile d'apporter cette précision.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  14. #11
    Jean-Luc

    Re : turbine

    Bonjour,
    une pompe à l'envers, c'est pas terrible, surtout si elle est centrifuge à cette hauteur de chute.
    Une pompe avec une hélice ce serait déjà mieux, mais pratiquement introuvable.
    On peut envisager de fafriquer une hélice en fixant trois ou quatre pales sur un moyeu, enfermer tout ça dans un coude pour que l'axe ressorte. Il y a des problèmes d'étanchéité, pas question d'utiliser des roulements à billes mais des paliers en nylon font parfaitement l'affaire.(lubrifiés à l'eau!)

    Pour essais on peut partir sur du tuyau de descente d'eau en PVC de 80 mm de diamètre, ça se trouve facilement.
    La sortie ne doit pas se faire à l'air libre, prévoir un "aspirateur" en forme de cône qui déverse en aval.

    L'idéal étant d'avoir un petit tour pour usiner toutes les pièces.

    Une petite Banki peut être envisagée aussi. (J'ai un faible pour ce type de machine.) Voir le lien de fishingmanager plus haut.
    @+
    Jean-Luc

  15. #12
    robur71

    Re : turbine

    Citation Envoyé par papykiwi Voir le message
    Bonjour

    Non, pas le meilleur et certainement si mauvais qu'inacceptable.
    Quel type de pompe centrifuge ?
    Mais au fait que faut il comprendre par "utilisé a l'envers" ?
    Est-ce la pompe utilisée en moteur ou la pompe dans laquelle on fait circuler l'eau en sens inverse de la normale (entrée par la sortie) ?
    A+
    Un rotor de pompe centrifuge , ça ressemble pas mal à une roue de turbine
    Francis (dans laquelle, l'eau arrive à la periphérie et ressort par le centre...)
    Mais effectivement, sur les 81.75 W théoriquement disponible dans la chute,
    il ne restera sans doute pas grand chose en sortie de génératrice .

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  17. #13
    chatelot16

    Re : turbine

    Mais au fait que faut il comprendre par "utilisé a l'envers" ?
    Est-ce la pompe utilisée en moteur ou la pompe dans laquelle on fait circuler l'eau en sens inverse de la normale (entrée par la sortie) ?
    c'est bien completement a l'envers : entrée par la sortie , sortie de l'eau par le centre , et pompe qui sert de moteur

    pour avoir un bon rendement il faut prendre une pompe donnant une pression bien plus forte a 3000 tr/minute , mais la faire tourner a une vitesse bien plus faible pour etre adapté a la basse pression

    du coup les effort sur la roue sont bien plus faible que dans l'utilisation normale : l'arbre le joint et les roulement sont inutilement trop gros : il faut faire un croisement entre une volute de grosse pompe et un arbre avec joint et palier de petite pompe

  18. #14
    chatelot16

    Re : turbine

    mais tu parle d'aerateur : est ce que ton debit d'eau tombe dans le bassin a aerer : dans ce cas il sifit de faire passer l'eau dans un venturi pour lui faire aspirer un maximum d'air

    meme si ta chute d'eau est a la sortie du bassin que tu veux aerer il y a encore une solution : fait un belier pour faire remonter une partie de l'eau plus haut que le bassin et fait la retomber dans le bassin en aspirant de l'air dans un venturi

    il est aussi possible d'inventer un belier special qui fasse directement pompe a air

  19. #15
    Jean-Luc

    Re : turbine

    bien vu chatelot16, si c'est pour faire du vent, on peut reprendre le principe de la trompe hydraulique des forges à la catalane.
    http://pagesperso-orange.fr/mairie.v...les_forges.htm
    Dernière modification par Jean-Luc ; 02/12/2007 à 16h49. Motif: orthographe

  20. #16
    jherve

    Re : turbine

    bonsoir a tous
    merci pour votre participation a ce sujet assez complexe
    tout d'abord l'aerateur sert a alimenter un autre materiel, donc je ne peux utiliser de venturi.
    Tous vous me parlez d'helice ou de pompe centrifuge utilisée a l'envers.
    depuis que j'effectue des recherches sur le net tous les articles que j'ai trouvé parlent des difficultés( de fabrication artisanale) inherant a ce genre de montage et surtout le rendement deplorable.
    la turbine banki serait alors la plus approprié a mon utilisation, a condition de bien l'etudier.
    pouvez vous m'aider a calculer une telle turbine(aubes, diametre) ou de m'indiquer ou je peux trouver des exemples de calculs sur le net
    merci et a +

  21. #17
    chatelot16

    Re : turbine

    pour moi c'est la turbine banki qui est la plus dificile a mettre au point : cela ressemble a un ventilateur tangientiel : c'est une petite roue a aube avec des aubes courbes et incliné : le flux d'eau lui donne un peu d'energie en entrant et un peu en ressortant de cette roue

    pour la pompe centrifuge , j'en ai toutes sorte dans mes tas de ferraille , il ne reste qu'a choisir la meilleur , la brancher sur une pompe , faire des essais , et en choisir une autre si mon pifometre ne ma pas fait prendre la bonne

  22. #18
    Jean-Luc

    Re : turbine

    Attention avec cette méthode: La moindre pompe founit 1 ou 2 bars, soit dans les 10, 20m de chute, notre ami n'a que 1.5m.

    J'ai fait il y quelques temps une banki avec des aubes découpées dans du tube plastique. Elle fournissait dans les 500w électriques sous 1.2 de chute. Je vais essayer de retrouver mes "savants" calculs de l'époque et voir ce qu'il faudrait pour ce cas précis.
    @+

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  24. #19
    jherve

    Re : turbine

    re
    jean luc,
    si tu pouvais retrouver tes calculs se serait vraiment tres sympa de me renseigner, mais dit moi, quel debit avais tu?

    pour chatelot16,j'ai fait des essais avec des helice de pompes centrifuge, en intercalant dans la tuyauterie l'helice montée sur un axe. il est évident qu'elle se met a tourner.
    mais il me faut recuperer a l'exterieur cette rotation, pas evident.
    de plus qu'elle en est la puissance. c'est vraiment pifometrique.
    c'est pour ca que j'ai besoin de votre aide, aide que vous m'apportez et je vous en remercie.

  25. #20
    chatelot16

    Re : turbine

    il y a des calculs simple a faire avec une pompe centrifuge , qu'lle soit pompe ou turbine la pression est proportionnelle a la vitesse de rotation au carré : cela donne une idée de ce que peut faire une pompe a une vitesse diferente de la vitesse nominale

    j'ai fais le calcul theorique complet il y a longtemps et en atendant de le refaire j'ai le principe en tete : la force centifuge fait la moitié de la pression et prend la moitié de l'energie : la 2eme moitié de l'energie donne de la vitesse a l'eau : la courbure des pales et la forme de la volute doit convertir cette vitesse en pression ce qui ne se fait bien qu'au debit nominal de la pompe

    une pompe centrifuge a debit presque nul a un rendement inferieur a 50% parce que la vitesse a la sortie de la roue n'est pas transformé en pression

    au debit nominal ou la conversion vitesse pression est bonne le rendement est meilleur mais il y a des pertes de charge partout et ce n'est pas glorieux pour les pompe ordinaire faite pour n'etre pas trop lourde : mais en choisissant une bonne pompe et en la fesant marcher a basse vitesse il y a de bon resultat a esperer

    mais avant d'essayer des pompe il faut aussi reflechir aux condition d'utilisation :la hauteur est elle constante , ou serais il parfois utile de profiter d'une hauteur superieur

    le debit est il vraiment constant ou serais il utile de reduire le debit pour ne pas trop vider une retenue quand une puissance plus faible est neccessaire

    car j'ai aussi dans mes carton une pompe/turbine centrifuge a volute variable

  26. #21
    chatelot16

    Re : turbine

    autre remarque : les turbine a helice c'est pour les basse chutes : mais basse chute c'est relatif : pour des grosses riviere basse chute avec kaplan ca peut etre 10metre ou plus

    par contre en petite dimension une helice ne fais que quelque dizaine de centimetre de hauteur d'eau , pour faire ta hauteur il faudrais plusieurs helice en serie

    tu aurais quelque metre de plus je te conseillerai une mini turbine pelton facile a fabriquer et qui donne un tres bon rendement

  27. #22
    puipui

    Re : turbine

    a quoi sert une turbine dans un turboreacteur ?

  28. #23
    chatelot16

    Re : turbine

    question tres interressante ! mais ouvre un autre sujet : ici on parle d'une turbine a eau qui n'a rien a voir

  29. #24
    robur71

    Re : turbine

    Citation Envoyé par chatelot16 Voir le message
    il y a des calculs simple a faire avec une pompe centrifuge , qu'lle soit pompe ou turbine la pression est proportionnelle a la vitesse de rotation au carré : cela donne une idée de ce que peut faire une pompe a une vitesse diferente de la vitesse nominale

    j'ai fais le calcul theorique complet il y a longtemps et en atendant de le refaire j'ai le principe en tete : la force centifuge fait la moitié de la pression et prend la moitié de l'energie : la 2eme moitié de l'energie donne de la vitesse a l'eau : la courbure des pales et la forme de la volute doit convertir cette vitesse en pression ce qui ne se fait bien qu'au debit nominal de la pompe
    Une pompe centrifuge n’ est-elle pas réversible ?
    C'est à dire, fonctionner en turbine en faisant entrer l’eau par la volute?
    Les turbines réversibles utilisées pour le turbinage pompage fonctionnent de cette manière.

    Je ne vois pas bien cette histoire de force centrifuge ?
    On ne doit s’intéresser qu’aux vitesses absolues ( triangles des vitesses )

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  31. #25
    invite76532345
    Invité

    Re : turbine

    Bonjour
    Cette fois M. Chatelot, je ne suis pas du tout d'accord
    La première chose à savoir pour effectuer les dits "calculs simples" c'est qu'une pompe centrifuge, contrairement à une pompe volumétrique ne délivre pas une pression.
    Elle délivre une hauteur manométrique en mètres de liquide quel que soit le liquide pompé
    La pression dépend de la densité du liquide pompé.
    Ainsi si une pompe a une HMT de 100 mètres par exemple:
    Avec de l'eau (densité 1) la pression sera ~10 bars ..... Avec un alcool (densité 0.65) la pression ne sera que ~6.5 bars
    La pompe fonctionnant exactement dans les mêmes conditions.
    Citation Envoyé par Chatelot
    la courbure des pales et la forme de la volute doit convertir cette vitesse en pression ce qui ne se fait bien qu'au debit nominal de la pompe
    Une pompe centrifuge "brute" a une courbe de fonctionnement "en cloche" (appelée aussi en bosse de chameau). Le constructeur agit sur l'hydraulique (c'est à dire les internes de la pompe) pour ne conserver que la partie à droite de la courbe entre deux limites. Le débit peut donc varier entre ces deux limites, la hauteur manométrique variant, elle, en sens inverse du débit.
    Citation Envoyé par Chatelot
    une pompe centrifuge a debit presque nul a un rendement inferieur a 50% parce que la vitesse a la sortie de la roue n'est pas transformé en pression
    1/ Toute pompe a un débit minimum au dessous duquel il ne faut pas la faire travailler
    2/ Vrai, le rendement est bas à ce débit minimum
    3/ Il est aussi, voire même plus, bas au débit maximum (hauteur mini) qu'elle peut fournir.
    Citation Envoyé par Chatelot
    qu'lle soit pompe ou turbine la pression est proportionnelle a la vitesse de rotation au carré : cela donne une idée de ce que peut faire une pompe a une vitesse diferente de la vitesse nominale
    Cela fait partie des "lois affines". Elles ne s'appliquent avec justesse que dans une fourchette de ~10% autour de la vitesse théorique voulue par le constructeur (cahier des charges). En dehors de ces ~10% le résultat est faux. Il faut tout recalculer en tenant compte des vitesses spécifiques, des jeux, des formes, des frottements d'entrée et de sortie, des...etc etc.
    A noter: Les lois affines ne s'appliquent qu'aux pompes centrifuges "pures".Elles ne s'appliquent pas aux pompes "flux mixte" ni aux pompes "hélice".
    A+
    Dernière modification par invite76532345 ; 03/12/2007 à 05h30. Motif: Faute de frappe

  32. #26
    FC05

    Re : turbine

    Citation Envoyé par papykiwi Voir le message
    3/ Il est aussi, voire même plus, bas au débit maximum (hauteur mini) qu'elle peut fournir.
    En fait c'est plutôt à bas débit, puisque le rendement est nul pour un débit nul (ce qui n'empêche pas le moteur de tourner).
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  33. #27
    invite76532345
    Invité

    Re : turbine

    Bonjour FC05
    Je persiste et confirme :
    Au débit maximum le rendement est +/- minimum.
    Au débit minimum le rendement est +/- minimum.
    Le rendement au débit maximum peut être inférieur à celui constaté au débit minimum.
    Le fonctionnement à débit nul est interdit par le constructeur, il est dangereux. (sauf un temps court au démarrage et durant les essais)
    A+

  34. #28
    chatelot16

    Re : turbine

    Je persiste et confirme :
    Au débit maximum le rendement est +/- minimum.
    Au débit minimum le rendement est +/- minimum.
    je ne dis pas le contraire : que ce soit pour une pompe ou une turbine ce qu'il faut chercher par des mesure entre ces 2 extreme c'est la zone de fonctionnement ou le rendement est le meilleur

    et je perciste a dire qu'une pompe centrifuge utilisé a une vitesse donc une pression et un debit plus faible que ce pourquoi elle est prevue peut avoir un rendement meilleur que dans ses condition nominales

    inversement si pour remplacer une pompe d'arrosage qui pese quelques kilo on en fesait une bien plus grosse tournant a plus basse vitesse le rendement serait meilleur : mais personne ne l'acheterais car personne ne veut investir dans 50kg de ferraille pour economiser 200W

    mais pour une turbine le rendement est bien plus important car si il y a trop de perte on peut descendre jusqu'a 0%

    il y a certaine pompe pas si mauvaise que ca en pompe , qui en turbine ne donnent rien du tout

  35. #29
    jherve

    Re : turbine

    bonsoir
    j'ai parcouru toutes vos explications avec beaucoup d'interet.
    il en ressort que pour utiliser une pompe a l'envers il faut faire plusieurs essais et donc avoir plusieurs pompes a sa disposition, ce qui n'est pas mon cas.
    ceci dit il reste l'helice ou la banki.
    que me conseillez vous
    j'ai trouvé sur le net un petit logiciel qui calcule tous les parametres de la banki et qui me donne une puissance de 75 w.
    qu'en pensez vous
    a +

  36. #30
    fishingmanager

    Re : turbine

    Bonsoir,
    Il me semble que la banki demande des moyens industiels pour la réalisations mais dans la pratique elle ressemble a une ancienne roue a alimentation par le dessus et à godets qui est mentionné avec les données de calcul sur le site que j'ai mentionné plus haut.
    Cette formule est très rustique et plus facile de mise en oeuvre, en plus elle peut etre tres decorative.
    Pour la generatrice je verrais bien un moteur de machine à laver à collecteur et à aimants permanent.Ce moteur est parfaitement reversible et pourrait facilement débiter du 12 à 15 volts continu

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