vitesse de rotation possible

[invite539a1f5a]

j'aimerai connaître la vitesse de rotation de ce montage d'essais

qui va m'aider à trouver la vitesse de rotation de ce montage d'essais?

j'ai réduit la section des 6 trous d'éjection à la moitié de la section d'arrivée
afin d'augmenter la vitesse de sortie des jets

entrée à 4kg/cm2 sortie à 2 kg/cm2
débit d'eau sans problèmes

je cherche donc la vitesse de rotation de ce ""tourniquet""
merci d'avance de vos explications car je ne trouve rien à ce sujet pouvant me permettre de le calculer avec plus ou moins de précision
un petit croquis pour vous expliquer le problème le tambour de diam 200 est évidemment fermé et comporte 6 trous
répartis en 3 fois 2 donc tous les 120degres ou 6 trous positionnés tous les 60 degres

nota: évidemment sur vos conseils je peux changer les données qui me permettraient de parvenir à l'obtention de la plus grande vitesse de rotation

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[invitea2955c80]

j'aimerai connaître la vitesse de rotation de ce montage d'essais

Bonjour Monsieur cevenol 12,

La vitesse sera largement fonction des efforts résistants….

Petite remarque concernant la conception :

Les orifices devraient être en forme de tuyères convergentes et largement décollés de la paroi afin d’éviter que les jets ne se collent à la paroi par effet "Coanda" et perdent ainsi inutilement de l’énergie.

Je comprends que les 4 bars en entrée soient mesurables , mais pour les 2 bars en sortie, je ne vois pas trop…

Cordialement

[invite539a1f5a]

re bonjour monsieur robur
c'est pour cela que j'ai elargi les trous au diam de 12
mais aussi pour éviter le ralentissement du à l'air
pour les 2 bars c'est par la réduction par deux de la section d'arrivée
diam 20 soit 3,14 cm2 réduit à 6 fois diam 6 soit 6 x 0,2826 =1,69 cm2
ce qui réduit la pression ...............""on recommence"" et augmente la vitesse

[invite539a1f5a]

au sujet de l'élargissement des trous!! ce ""logement"" protégera le jet à la sortie du trou de 6 s'il faut rajouter des becs je pourrai le faire ensuite
aucun problème............on estimera pour les calculs que les jets sont bons

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0324077b]

tu est sur la voie d'une ancienne turbine qui n'a pas été abandonné pour rien

je vai t'expliquer pourquoi

j' oublie les 2 bar de contre pression

les 4 bar sont transformé en vitesse dans les jet : j'oublie aussi avec quel efficatité suivant la forme des trous , ce n'est pas le principal

4 bar donne une vitesse V : ca fait un moteur a reaction avec une force F a l'arret et une force 0 a la vitesse V et une puissance maxi a la vitesse V/2 avec une force F/2 : il n'y a pas d'espoir d'obtenir un bon rendement : puisque le jet a vitesse V sur une roue qui tourne a V/2 se retrouve a V/2 aussi et n'a pas perdu toute sa vitesse comme dans une bonne turbine

mais ce calcul est encore faux : il y a la force centrifuge : avant de fonctionner en turbine ta machine commence par fonctionner en pompe : il faut faire un calcul par integration de la force centrifuge a tout les diametres de la roue : je l'ai fait il y a longtemps et je me rapelle que le resultat etait une pression egale a la pression qui fait une vitesse de jet corespondant a la vitesse en peripherie de la roue : curieuse coincidence de la physique

donc quand la roue tourne avec la vitesse peripherique v corespondant au jet de 4bar , il y a 4 bar de plus dedans mais ces 4 bar de plus ne sont pas gratuit l'effet pompe centrifuge a consomé de l'energie

j'arrete donc les estimation pifometrique : il faudrait faire une mise en equation complete , mais il est sur que l'effet pompe centrifuge consome de l'energie qui n'est que partielement recuperé par l'effet moteur a reaction : je n'ai pas envie de faire le calcul complet pour un resultat que ne peut etre que mauvais

bonne solution pour faire une turbine avec 4 bar : faire passer cette pression dans un trou pour gicler dans une pompe centrifuge qui fait une contre pression de 2 bar : le trou n'a donc qu'une pression de 4-2 = 2 bar a transformer en vitesse : la vitesse du jet corespondant a 2 bar correspond exactement a la vitesse peripherique de la roue de pompe centrifuge pour faire la contre pression de 2 bar : cette roue recoit la moitié de la puissance par la vitesse du jet et l'autre moitié par la force centrifuge , et l'eau sort par le centre a faible vitesse : le rendement maxi est proche de 100%

cela marche avec une roue a pale droite , mais les roue de vraie pompe centrifuge ont des pales courbe et c'est un peu plus complique : on compte un peu moins sur la transformation de pression en vitesse et un peu plus sur un effet d'helice mais on obtient aussi un bon rendement aussi bien en pompe qu'en turbine

l'inconvenient de cette turbine centrifuge et de sortir par un petit trou aux centre : quand on veut augmenter le debit a faible pression on augmente le diametre de la sortie : la roue fonctionne plus comme helice et moins comme pompe centrifuge : ont arrive a la turbine francis : effet centrifuge y est plus faible mais toujours dans le bon sens

[invite539a1f5a]

merci! je comprends que ma turbine est un choix stupide
OK car je fonctionne comme une francis qui fonctionnerait à l'envers
arrivée d'eau par la sortie
je cherche simplement à savoir si je vais faire tourner ce tambour, quitte à le lancer au démarrage
et si je pourrai ensuite obtenir une grande vitesse de rotation
avec ce dispositif. je ne peux vous expliquer mes raisons mais elles existent
merci

[invite0324077b]

bien sur ca tournera : pas besoin de lancer au demarage puisque justement a basse vitesse la reaction pousse bien et que l'effet centrifuge ne nuit pas encore

a plus grande vitesse ca fera ce que ca pourra et il faudra calculer en detail

[invite539a1f5a]

bien sur ca tournera : pas besoin de lancer au demarage puisque justement a basse vitesse la reaction pousse bien et que l'effet centrifuge ne nuit pas encore

a plus grande vitesse ca fera ce que ca pourra et il faudra calculer en detail

j'avais ouvert par erreur deux site de discussions
il se trouve que j'ai plus de réponses sur le site suivant:
http://forums.futura-sciences.com/thread209243.html

[invitea2955c80]

...les 4 bar sont transformé en vitesse dans les jet : j'oublie aussi avec quel efficatité suivant la forme des trous , ce n'est pas le principal....
mais ce calcul est encore faux : il y a la force centrifuge : avant de fonctionner en turbine ta machine commence par fonctionner en pompe : il faut faire un calcul par integration de la force centrifuge a tout les diametres de la roue : je l'ai fait il y a longtemps et je me rapelle que le resultat etait une pression egale a la pression qui fait une vitesse de jet corespondant a la vitesse en peripherie de la roue : curieuse coincidence de la physique

donc quand la roue tourne avec la vitesse peripherique v corespondant au jet de 4bar , il y a 4 bar de plus dedans mais ces 4 bar de plus ne sont pas gratuit l'effet pompe centrifuge a consomé de l'energie...

Je ne suis pas d’accord.

Il est en effet possible d’écrire ( Bernoulli ) du centre du tourniquet jusqu'au point d’éjection :

0.5 .Rho.V² = rho. g H + 0.5 .rho omega².R²

avec V vitesse de sortie
R rayon du tourniquet

0.5 .rho. omega².R² , vient de l’intégration de 0 à R de rho.oméga².R.dR

On peut en déduire que :
V = ( 2gH + oméga².R²) ^ (0.5)

La rotation ne semble pas défavorable puisqu’elle augmente la vitesse théorique d’éjection…

D’autre par suite à des calculs dont je vous fais grâce, montre que le rendement est loin d’être catastrophique.
On trouve en effet :

Rendement = 2.u / [( 2.g. H + u² + u )^(0.5)]
Avec u = oméga. R

Application numérique ( d’après Mécanique expérimentale des fluides
Tome 3 , recueil de problèmes de R.Comolet éditions Masson)

H = 40 m ; R = 1 m ; debit Qv1 =10 l/s
Vitesse de sortie (machine à l’arret )
V1 = (2 x 40 x 9.81)^(0.5) = 28 m/s

Machine en rotation
N = 120 tr/mn (2 tr/s)
Omega = 12.56 rd/s
u2 = omega .R = 12.56 x 1 = 12.56 m/s
Vitesse en sortie V2 = ( 2gH + oméga².R²)^(0.5)
V2 = (( 2 x 9.81 x 40 ) + (12.56² x1² ))^(0.5) = 30.7 m/s
Débit Qv2 = Qv1 . ( V2 / V1 ) = 10.96 l /s = 0.01096 m3/s

Couple moteur
C = ( rho x Qv2 ).(V2 – u2 ). R = (1000 x 0.01096 ) x ( 30.7 – 12.56 ) x 1= 198 .8 Nm

Puissance = C x omega = 198.8 x 12.56 = 2497 W

Rendement = 0.81

Ce rendement n’intègre pas les pertes de charge à l’intérieur de la machine.
Ceci dit, il existe sans aucun doute, de bonnes raisons pour que ce type de turbine n’ait pas connu le même succès que les Pelton ou Francis…

[invite539a1f5a]

quels ejecteurs choisir?
entre ces deux modéles
merci
je viens de faire un rapide calcul avec toutes vos données
j'arrive à un nombre de tours hallucinants en théorie évidemment
ma vitesse de rotation étant multipliée par deux par rapport a la pression de 4
bars car j'ai diminué de moitié la section de mes éjecteurs
3,14 cm2/2 soit 6 trous de diam:6
ce qui donne
28m/s X 2 soit 56 metres seconde
soit 110 tours /seconde ...............plus de 6000 t/mn
je n'arriverai jamais à cette vitesse mais je pense tourner à une vitesse convenable que je recherche soit presque 3000tours

[harmoniciste]

Bonjour
Pour obtenir la vitesse de rotation max "à vide" (c'est à dire sans couple résistant) il me semble que tu peux supposer que tant que la composante horizontale de vitesse de sortie de l'eau par rapport au sol sera > 0 il y aura un couple >0 et que ce couple s'annulera lorsque Vh sol= 0
Or l'énergie cinétique est égale à l'énergie potentielle
1/2 mV2 = mgh soit V = racine de 2gh avec h= 10 m par bar et comme V= R . ohméga çà fait 450 rd/sec environ avec R = 80mm


avec 4 bars on arrive à 450 rd/s soit 5750 t/mn sans doute moins

[invite539a1f5a]

Bonjour
Pour obtenir la vitesse de rotation max "à vide" (c'est à dire sans couple résistant) il me semble que tu peux supposer que tant que la composante horizontale de vitesse de sortie de l'eau par rapport au sol sera > 0 il y aura un couple >0 et que ce couple s'annulera lorsque Vh sol= 0
Or l'énergie cinétique est égale à l'énergie potentielle
1/2 mV2 = mgh soit V = racine de 2gh avec h= 10 m par bar et comme V= R . ohméga çà fait 450 rd/sec environ avec R = 80mm


avec 4 bars on arrive à 450 rd/s soit 5750 t/mn sans doute moins

vu merci c'est bon pour moi

[invitea2955c80]

merci
je viens de faire un rapide calcul avec toutes vos données
j'arrive à un nombre de tours hallucinants en théorie évidemment
ma vitesse de rotation étant multipliée par deux par rapport a la pression de 4
bars car j'ai diminué de moitié la section de mes éjecteurs
3,14 cm2/2 soit 6 trous de diam:6
ce qui donne
28m/s X 2 soit 56 metres seconde
soit 110 tours /seconde ...............plus de 6000 t/mn
je n'arriverai jamais à cette vitesse mais je pense tourner à une vitesse convenable que je recherche soit presque 3000tours

Je ne suis absolument pas d’accord , la vitesse en sortie restera toujours inférieure à
( 2 x 9.81 x 40 )^(0.5) = 28 m/s,
Quel que soit le diamètre des éjecteurs.
c’est une histoire de transfert d’énergie.
Vous constaterez que dans la formule de Torricelli les dimensions de l’orifice n’apparaissent pas.

Si en général les sections en aval des injecteurs de turbine Pelton sont de gros diamètre par rapport au jet, c’est simplement pour réduire les pertes de charge.

Pour revenir au tourniquet, si les jets sont tangentiels et en l’absence d’efforts résistants la vitesse peut augmenter indéfiniment ( comme celle d’une fusée )

Par contre, si les jets forme un angle TETA par rapport à la tangente,( jets dirigés vers l’extérieur ) on peut montrer que la vitesse maximale ( toujours en l’absence de couple résistant ) peut atteindre :

Vitesse angulaire maximale = [( 2.g.H) ^(0.5) ] / ( R tg TETA)

[invite539a1f5a]

avez-vous regardé mes éjecteurs, lequel choisir ?

[invite539a1f5a]

Je ne suis absolument pas d’accord , la vitesse en sortie restera toujours inférieure à
( 2 x 9.81 x 40 )^(0.5) = 28 m/s,
Quel que soit le diamètre des éjecteurs.
c’est une histoire de transfert d’énergie.
Vous constaterez que dans la formule de Torricelli les dimensions de l’orifice n’apparaissent pas.

Si en général les sections en aval des injecteurs de turbine Pelton sont de gros diamètre par rapport au jet, c’est simplement pour réduire les pertes de charge.

Pour revenir au tourniquet, si les jets sont tangentiels et en l’absence d’efforts résistants la vitesse peut augmenter indéfiniment ( comme celle d’une fusée )

Par contre, si les jets forme un angle TETA par rapport à la tangente,( jets dirigés vers l’extérieur ) on peut montrer que la vitesse maximale ( toujours en l’absence de couple résistant ) peut atteindre :

Vitesse angulaire maximale = [( 2.g.H) ^(0.5) ] / ( R tg TETA)

donc si je comprends votre raisonnement, la vitesse de sortie de l'eau aux éjecteurs n'a pas d'incidence sur la vitesse............. de mon tourniquet??
je suis perplexe

[invite539a1f5a]

voila la réponse de :harmonisiste plus bas
moi cela m'arrange
harmoniciste


Pour obtenir la vitesse de rotation max "à vide" (c'est à dire sans couple résistant) il me semble que tu peux supposer que tant que la composante horizontale de vitesse de sortie de l'eau par rapport au sol sera > 0 il y aura un couple >0 et que ce couple s'annulera lorsque Vh sol= 0
Or l'énergie cinétique est égale à l'énergie potentielle
1/2 mV2 = mgh soit V = racine de 2gh avec h= 10 m par bar et comme V= R . ohméga çà fait 450 rd/sec environ avec R = 80mm


avec 4 bars on arrive à 450 rd/s soit 5750 t/mn sans doute moins

[harmoniciste]

Pour revenir au tourniquet, si les jets sont tangentiels et en l’absence d’efforts résistants la vitesse peut augmenter indéfiniment ( comme celle d’une fusée )

Bonjour Robur71
Supposer que la vitesse de rotation peut augmenter indéfiniment reviendrait à dire que l'énergie cinétique de l'eau sortant des buses par rapport au sol augmente aussi indéfinimiment, ce qui est forcément erronné.

[invite539a1f5a]

Bonjour Robur71
Supposer que la vitesse de rotation peut augmenter indéfiniment reviendrait à dire que l'énergie cinétique de l'eau sortant des buses par rapport au sol augmente aussi indéfinimiment, ce qui est forcément erronné.

il a dit en l'absence d'efforts resistants
un couple constant sur une roue sans frottements et pertes de charge devrait être en accélération constante mais ce n'est pas le cas
évidemment..
pour être concret, je ne sais toujours pas si c'est 3000 tours ou 5000 que je dois supposer prendre comme base
je ne le saurai que lorsque mon proto sera en fonctionnement
c'est triste pour moi..............lol
mais je pense que la section de mes ejecteurs qui sont dans mon cas, des prologements rétrécis de moitie de la section d'entrée de 20m/m
vont augmenter du double la vitesse de sortie des jets
ce qui pour mon ""bidule"" est la certitude de tournet plus vite
qui me demontre le contraire robur , c'est pas bien pour mon moral

[invitea2955c80]

Bonjour Robur71
Supposer que la vitesse de rotation peut augmenter indéfiniment reviendrait à dire que l'énergie cinétique de l'eau sortant des buses par rapport au sol augmente aussi indéfinimiment, ce qui est forcément erronné.

Pas du tout, une fusée peut se déplacer à une vitesse bien plus élevée que celle à laquelle sont éjectés les produits de la combustion.

En l’absence d’effort résistant, le tourniquet à jets tangentiels accélérera indéfiniment avec un apport de quantité de mouvement faible mais constant
.

[harmoniciste]

une fusée peut se déplacer à une vitesse bien plus élevée que celle à laquelle sont éjectés les produits de la combustion.

C'est exact Robur 71, quoique ici les données sont différentes : C'est l'énergie potentielle qui fournit l'energie cinétique du jet. Elle n'augmente donc pas au cours du temps contrairement à l'énergie fournie par la combustion dans la fusée.

En l’absence d’effort résistant, le tourniquet à jets tangentiels accélérera indéfiniment

Je pense toutefois que tu as raison car les jets sortant horizontalement, la vitesse de l'eau par rapport au sol sera de 28m/s quelquesoit la vitesse du tourniquet et c'est la pression centrifuge qui accroitra de vitesse de sortie (Vj) de buse, de sorte que R Ohméga - Vs = 28m/s

[Zozo_MP]

Je pense toutefois que tu as raison car les jets sortant horizontalement, la vitesse de l'eau par rapport au sol sera de 28m/s quelquesoit la vitesse du tourniquet et c'est la pression centrifuge qui accroitra de vitesse de sortie (Vj) de buse, de sorte que R Ohméga - Vs = 28m/s

Certes mais il y a un autre phénoméne qui est que si la vitesse de rotation est très élevée le jet aura de plus en plus de difficulté pour toucher (atteindre) les palettes et cela diminuera automatiquement le rendement et donc la vitesse de rotation.

N'est-il pas ?

Cordialement

[invite539a1f5a]

Certes mais il y a un autre phénoméne qui est que si la vitesse de rotation est très élevée le jet aura de plus en plus de difficulté pour toucher (atteindre) les palettes et cela diminuera automatiquement le rendement et donc la vitesse de rotation.

N'est-il pas ?

Cordialement

oui bon quelles palettes?

[invite539a1f5a]

oui bon quelles palettes?

il me vient une idée que j'aimerai vous présenter
et si je dispose un carter pour augmenter le couple?
qu'en pensez-vous??

[invite26b4ec3b]

Pour info, un site perso relatant l'expérience d'un autoconstructeur de turbine (pour alimenter un chalet de montagne), et un fabricant de turbine (italien), et un exemple de moteur à eau.

[invitecd7330b9]

j'aimerai connaître la vitesse de rotation de ce montage d'essais

qui va m'aider à trouver la vitesse de rotation de ce montage d'essais?--------------

nota: évidemment sur vos conseils je peux changer les données qui me permettraient de parvenir à l'obtention de la plus grande vitesse de rotation

Bonjour

La vitesse sera en fonction de nombreux critères et principalement des efforts résistants

je suis surtout spécialiste en hydraulique industriel

ici quelques formules de calcul

Cordialement

[invitea2955c80]

donc si je comprends votre raisonnement, la vitesse de sortie de l'eau aux éjecteurs n'a pas d'incidence sur la vitesse............. de mon tourniquet?? je suis perplexe

La vitesse sera essentiellement liée au couples résistants.
La vitesse se stabilisera lorsque la somme des couples résistants sera égale au couple fourni par la turbine .

avez-vous regardé mes éjecteurs, lequel choisir

Si j’avais à fabriquer une " turbine tourniquet" je construirai sans doute quelque chose comme ça :








La partie tournante serait équilibrée dynamiquement , puis enfermée dans une " boite de camembert" en tole

[invite539a1f5a]

warfff cmment faites vous pour mettre de telles photos ??
bravo
pour le reste je reflechis

[invite4f7a60b6]

mais je pense que la section de mes ejecteurs qui sont dans mon cas, des prologements rétrécis de moitie de la section d'entrée de 20m/m
vont augmenter du double la vitesse de sortie des jets
ce qui pour mon ""bidule"" est la certitude de tournet plus vite
qui me demontre le contraire robur , c'est pas bien pour mon moral

bonjour a tous:
si je peut me permettre ,déjà dans la conception de ton "tourniquet" pour éviter
d avoir trop de perte par frottement il y aurait une amélioration possible,
>>>> équilibrer hydrostatiquement le rotor, c est a dire coté roulement 15/35/11 une contre pression identique a celle de l entrée ,en clair une surface identique a l entrée et opposée.(tu a tout de même une force sur le roulement de 12 daN) pour 4 kg/CM2
quand tu dis pression 4 kg/ cm2 ,sortie 2 Kg/cm2 , je ne comprend pas.....
un mano mesure uniquement se qu il a derrière lui,
exemple:
une pompe , alimente un moteur, puis en série sur ce dernier un autre moteur , si tu met le mano entre les 2 moteurs il va prendre uniquement la pression, du deuxième moteur... que vient faire 2 kg/cm2....
ensuite, souvent et encore une fois quand on parle de turbine pelton on oublie une chose, le jet se dirige vers 2 demi coquilles certes , mais elles sont incurvés, se qui fait que le jet repart en faisant un 180 degrés , donc gain très appréciable d au moins 40 /100 en plus de la force du jet sur les demi coquilles.
il faut se demander par exemple, pourquoi les avions sur un porte- avion décolle avec un appui métallique retractable derrière lui , alors qu on le lance
par traction.
pour comprendre la réaction il suffit de tenir dans la main un tuyau d eau , d arrosage avec un jet au bout , et de le mettre dans l eau , la différence de poussée dans l air et dans l eau est importante.
la réaction est souvent oublié me semble -t- il , mais les appellations courantes, fausse également la compréhension. un réacteur d avion est appelé ainsi , parce que l air ambiant "donne" une réaction ( un appui )à l air sortant du réacteur....un avion a hélice également mais ne porte jamais ce nom
en bref ;
tes jets devrait rencontrés des pièces fixes a la périphérie ,attention a la bonne évacuation de l eau , ou peut être "a développer" des demi coquilles qui seraient mobile,( tournante,) et qui entraîneraient contra- rotativement ,par rapport a la turbine une génératrice, dans le même sens.
bon d accord ,
sinon ; pour tes jets ,un diamètre diminué (pression entrée égale) ne va pas forcement augmenter la vitesse, a vide , le jet ira plus loin mais c est tout, il me semble. par contre la consommation en eau sera inférieure.
dernière question , tu cherche quoi : de la vitesse , ou du couple ???
cordialement.

[invite539a1f5a]

vous me conseillez donc de ne mettre qu'un jet ?

[invite4f7a60b6]

vous me conseillez donc de ne mettre qu'un jet ?

bonsoir cevenol2
a qui vous répondez, ??? je ne pense pas avoir dit un jet mais chaque fois , tes jets.....
cordialement