Moteur pour petite centrale hydraulique

[michel dhieux]

2) maintenant, si on cherche à prelever de l'energie, on va faire exercer une force sur un generateur par le piston
on va donc avoir tendance à ralentir le piston

bonsoir
si on cherche a prélever de l'énergie sur le premier schéma (celui de la turbine) il me semble que celle-ci va ralentir également,et si on la cale complètement ,par excès de demande d'énergie,l'eau va faire qu'une chose ;emprunter les canalisations tourbillonnante (mouvement rotatif )que forme l'hélice ,en se préoccupant un peu moins ,de la faire tourner.
par contre un piston ,ou plusieurs pistons en face de cette eau ; l'eau n'a aucune échappatoire. la force sur les pistons est totale.
cordialement
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[verdifre]

bonjour,
restons sur le schéma 2 pour l'instant ( 1 à la fois)
on est bien d'accord que si on immerge dans le flux ce système de cylindre avec un piston bloqué, l'eau ne vas pas passer et va faire le tour ?

une experience facile a faire , on prend un verre ou une boite de conserve que l'on tient face au courant de la rivière, la boite n'explose pas et la riviere continue de couler
fred

[chatelot16]

les 2 tube a piston ou a helice on le meme probleme : l'eau passe dedans a la meme vitesse que dans le reste de la riviere que si on y laisse passer l'eau librement : energie recupéré nulle

des que le piston ou l'helice produit de l'energie ca ralentit dans le tube et l'eau prefere passer ailleur

a la force maximum possible sur le piston ca n'avance plus du tout : l'eau passe completement a coté la puissance est nulle

entre ces 2 extreme il reste a trouver l'optimum : betz l'a fait

ce n'est utile que pour des eolienne ou des hydrolienne dans des courant marin : pour une riviere on peut barrer completement la riviere et recuperer beaucoup plus

[verdifre]

bonjour,

ce n'est utile que pour des eolienne ou des hydrolienne dans des courant marin : pour une riviere on peut barrer completement la riviere et recuperer beaucoup plus

la problematique est strictement identique, quand on à turbiné l'eau, il faut bien l'evacuer avec une vitesse non nulle. les optimums ne sont pas nessecairement les mêmes, mais on ne peut pas non plus recuperer 100% de l'energie

dans tout système qui recupere de l'energie sur des fluides, l'aval à autant d'importance que l'amont
fred

[chatelot16]

bien sur dans le cas d'une riviere on ne peut pas tout recuperer , mais on en recupere quand meme beaucoup plus que betz

bien sur il faut lui laisser de la vitesse pour que ca coule , en augmentant le niveau de la riviere on augmente la section de passage et on diminue la vitesse

[sitalgo]

B'jour,

par contre un piston ,ou plusieurs pistons en face de cette eau ; l'eau n'a aucune échappatoire. la force sur les pistons est totale.

La force sur le piston est totale mais elle varie.
Si le piston est arrêté la force correspond à la pression dynamique au point d'arrêt, elle est donc maximum.
Si le piston va à la vitesse de l'eau, il se comporte comme tout élément du fluide en vitesse stabilisée : aucun différentiel de pression amont/aval, donc la force est nulle.
Le compromis est donc entre ses valeurs.

La force en amont piston fixe est , s'il bouge .
La force en aval (puisqu'il faut bien rendre à l'eau sa vitesse en sortie du tuyau) est la même, mais en sous-pression.

Considérons l'amont.
La puissance fournie est
Cela donne une vitesse optimum de . Ca ressemble furieusement à du Betz.
La puissance maxi est de (Pe : puissance théorique de la veine)

La somme des puissances amont-aval: . C'est du Betz tout craché.

[sitalgo]

Me suis planté quelque part et j'ai pas le temps là.

[sitalgo]

Me suis trompé de colonne dan sle tableur. Avec ce raisonnement on trouve Vp = 0,577 et Pm = 0,767.

[michel dhieux]

restons sur le schéma 2 pour l'instant ( 1 à la fois)
on est bien d'accord que si on immerge dans le flux ce système de cylindre avec un piston bloqué, l'eau ne vas pas passer et va faire le tour ?

bonjour
l'eau ,l'huile ,l'électricité est une fainéante ..... tout le monde le sait .,c'est sur que si tu laisse le piston comme cela au fil de l'eau ,et que le piston demande ne serait-ce que 1 bars pour ce déplacer ,l'eau ne manquera pas de faire le tour.
par contre , avec de la hauteur .....
je considère que la PELTON peut être considéré comme une multitude de pistons montés en moteur rotatif ,il y a bien une force dynamique (et force de réaction en plus),alors que la turbine KAPLAN
(par exemple)fait partie de la famille des turbines.

cordialement

[verdifre]

bonjour,

par contre , avec de la hauteur .....

il suffit de reprendre les mêmes equations (bernoulli) et de ne pas supprimer les termes en rho g h dés le depart
il n'y a pas à faire de suppositions cela se calcule strictement selon la même demarche.
fred

[Eurole]

bonsoir,
alors on va commencer par le commencement
on travaille sur le schéma n°2, celui avec le piston
1) si le piston est seul et totalement libre, il va se deplacer à la vitesse V qui est la vitesse générale du fluide.
je pense que jusque la tu es d'accord
2) maintenant, si on cherche à prelever de l'energie, on va faire exercer une force sur un generateur par le piston
on va donc avoir tendance à ralentir le piston
si on est d'accord sur ce point la suite ne posera pas de problème
fred

Bonsoir à tous.
Je constate que la pression a augmenté sérieusement ce week-end dans notre fil.
Je pensais que Michel serait d’accord sur ma proposition.

Il reste le plus dur : la justifier, si tel est bien le cas.
Pour ne pas nous disperser dans la confusion, je vais commencer par répondre aux questions de Verdifre

1) si le piston est seul et totalement libre, il va se déplacer à la vitesse V qui est la vitesse générale du fluide.

C’est d’accord – vitesse V également dans le tube en amont et en aval

2) maintenant, si on cherche à prelever de l'energie, on va faire exercer une force sur un générateur par le piston
on va donc avoir tendance à ralentir le piston

C’est d’accord, le travail du générateur va « charger » le piston qui ralentira et ralentira le flux en amont (à gauche).
Le tube étant cylindrique, il en sera de même en aval (à droite).

Ma conclusion avant de lire les messages de ce week-end était:
Le flux amont, le piston et le flux aval sont à vitesse égale (je retrouve dans cette idée quelque chose de Sitalgo que je laisse réfléchir)
Cette vitesse se situe entre 0 et la vitesse V initiale du courant selon la charge du piston.

La vitesse perdue augmente la vitesse V du courant au-dessus du tube.
Cette vitesse perdue - à l'inverse - se situe entre V et 0.

Reste à trouver l'équilibre, à la croisée des deux diagrammes de la vitesse acquise et de la vitesse perdue.

*
Si le tube fermait le courant en amont, le courant monterait et augmenterait sa pression jusqu'à chasser le piston, etc ... de façon sinusoïdale.

???

[michel dhieux]

Si le tube fermait le courant en amont, le courant monterait et augmenterait sa pression jusqu'à chasser le piston, etc ... de façon sinusoïdale.

bonsoir
difficile de penser autrement,et d'une telle logique.......
cordialement

[verdifre]

bonsoir,

La vitesse perdue augmente la vitesse V du courant au-dessus du tube.
Cette vitesse perdue - à l'inverse - se situe entre V et 0.

c'est en effet le cas dans une canalisation, pas dans le cas d'une veine libre d'un fluide parfait ( la section de la veine est supposée infinie ou au moins trés trés grande devant les dimentions du dispositif)
si on sort de ces conditions c'est faisable mais plus complexe.

maintenant que l'on a admis que en amont du pistonle fluide ralenti, on peut s'amuser à une petite experience de pensée
on va imaginer la trajectoire de chaque particule qui va entrer dans le piston
on va voir que si on se place trés loin en amont, les particules qui sont dans l'axe du cylindre vont rentrer dans le cylindre, et que les particules qui sont à une distance r (rayon du cylindre) - quelque chose de l'axe du cylindre vont passer a coté du cylindre
on peut même dessiner l'enveloppe de toutes ces trajectoires
cette enveloppe va être trés loin en amont un cylindre d'un diametre inferieur au piston, suivi d'un espece de cone qui va venir se raccorder sur le cylindre

on est toujours d'accord ?
fred

[Eurole]

bonsoir,

c'est en effet le cas dans une canalisation, pas dans le cas d'une veine libre d'un fluide parfait ( la section de la veine est supposée infinie ou au moins trés trés grande devant les dimentions du dispositif)
si on sort de ces conditions c'est faisable mais plus complexe.

maintenant que l'on a admis que en amont du pistonle fluide ralenti, on peut s'amuser à une petite experience de pensée
on va imaginer la trajectoire de chaque particule qui va entrer dans le piston
on va voir que si on se place trés loin en amont, les particules qui sont dans l'axe du cylindre vont rentrer dans le cylindre, et que les particules qui sont à une distance r (rayon du cylindre) - quelque chose de l'axe du cylindre vont passer a coté du cylindre
on peut même dessiner l'enveloppe de toutes ces trajectoires
cette enveloppe va être trés loin en amont un cylindre d'un diametre inferieur au piston, suivi d'un espece de cone qui va venir se raccorder sur le cylindre

on est toujours d'accord ?
fred

« Je suis une force qui va,
Où vais-je, je ne sais »
Victor Hugo

Bonjour.
D’accord.

Dans le dessin joint j’ai supposé une vitesse du piston moitié de la vitesse du courant.

C’est un tube de Venturi inversé : un cylindre de section S/2 à vitesse V alimente le tube : un cylindre de surface S à vitesse V/2 , par le lien d’un volume conique

.

[Eurole]

Bonjour.

Le dernier dessin commence à balbutier.

Une partie du courant, figurée en jaune, se trouve dérivée par la résistance du piston.

Ce mot évoque des réminescences mathématiques

et l'ensemble du dessin beaucoup d'autres choses pour plus tard

.

[Eurole]

Bonsoir.

Nous avons parlé de la loi de Betz.
Elle est à nouveau visible sur le site danois Windpower dont j’ai parlé
http://www.talentfactory.dk/fr/stat/betzpro.htm

Eolien et hydrolien ont de nombreuses analogies, mais ne les confondons pas.

Retour à notre piston hydraulique dans son tube de Bernoulli !

[Eurole]

Bonsoir.

Le théorème de Betz s'applique à toute éolienne ayant un rotor en forme de disque
http://www.talentfactory.dk/fr/tour/wres/betz.htm
On peut ajouter à toute hydrolienne ayant un rotor en forme de disque,
tel le premier schéma évoqué ici, mais non étudié.
L’application du théorème suppose que le disque est traversé par le flux.

*
Ce n’est pas le cas dans l’hypothèse où, au lieu de traverser un disque (une hélice), le flux est ralenti par un « piston » - deuxième schéma qui semble inspirer peu de monde.

Quelle est, dans ce cas du « piston » - pale, aube, …
la formule mathématique permettant de tracer la courbe de la puissance extractible, en fonction de la vitesse relative du piston ?

*
Le théorème de Betz est basé sur la vitesse du flux au niveau du disque,
vitesse qui est la moyenne de la vitesse du flux amont et de celle du flux aval.
Un tel raisonnement n’est pas applicable au piston, qui n’est pas traversé, mais oppose une résistance totale au flux amont.

Je vais essayer de trouver cette formule, ce n’est pas si simple …

Un premier obstacle : quelle est la force exercée sur le piston en aval, par le flux de vitesse V2 ?


.

[Eurole]

Bonsoir à tous.

J'ai déplacé momentanément ma question ici

http://forums.futura-sciences.com/ph...ycloidale.html

.

[chatelot16]

bien sur que le piston n'est pas traversé , mais il avance ! ou est la difference : il y a bien une vitesse dans ton tube

[Eurole]

bien sur que le piston n'est pas traversé , mais il avance ! ou est la difference : il y a bien une vitesse dans ton tube

Le point de départ de Betz semble être que le courant qui traverse l'hélice a pour vitesse V3 la moyenne de la vitesse V1 en amont et V2 en aval.

V3 = (V1 + V2) /2

Dans le schéma 2 la vitesse du courant en aval est égale à V2.

[Eurole]

Le point de départ de Betz semble être que le courant qui traverse l'hélice a pour vitesse V3 la moyenne de la vitesse V1 en amont et V2 en aval.

V3 = (V1 + V2) /2

Dans le schéma 2 la vitesse du courant en aval est égale à V2.

Plus précisément:
la vitesse du courant en aval du piston est égale à la vitesse du courant en amont du piston.