Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

[dB-)]

Bonjour,

Ça me paraît faible 21° !

Calcul basé sur les éléments fournis, c'est l'angle que je choisirais mais je ne suis pas Pou*ine, mettez plus si vous voulez !

• avec le calage vu sur la photo, la turbine prendra beaucoup d'eau mais délivrera peu de puissance

• pour 1 500 l/s @ 4.50 m de chute, cette roue de 560 à 600 tr/min a une vitesse spécifique Ns de l'ordre de 710, c'est beaucoup, la courbe de rendement sera assez pointue et et à vitesse constante le rendement diminuera vite dès que le débit diminuera

• la vitesse relative d'eau en bout de pales est de l'ordre de 19 m/s (70 km/h), soignez les états de surfaces !

Bonne journée

dB-)

[gege65]

Bonjour,
J'ai fait quelques simulations et j'ai des inquiétudes:
1- l'angle même de 30° me paraît juste (21° semble vraiment plat...) Avant de toucher, le réglage etait de 55° ! Énorme.
2- Dernière photo: lorsque l'on bouge l'angle, les pales ne touchent plus le moyeu central, de beaucoup je trouves, plus de 1 cm par endroit--> EST CE GÊNANT ? Je pense que oui puisque de l'eau va y passer et donc perte de rendement ??
Merci pour votre retour.

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Ouvertures sur le long du moyeu

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[dB-)]

Bonsoir,

pour limiter les fuites d'une roue Kaplan il faut un moyeu et un manteau en portions de sphère, et sur les petites turbines c'est rarement le cas pour plusieurs raisons : coût, manque de place dans le moyeu, difficultés d'usinage et de montage, ..

Les fuites sont peu gênantes à forte ouverture des pales, et une partie du gain de rendement obtenu en les supprimant serait reperdue par la complexité de l'écoulement de l'eau.. Donc la plupart du temps on utilise un manteau droit et on dessine le moyeu et les pales pour minimiser les fuites pales fermées.

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l'angle même de 30° me paraît juste (21° semble vraiment plat...)

C'est un calcul et non une estimation, et il s'agit de l'angle en bout de pales. Pour le régler il faut poser la roue sur un plan et mesurer la hauteur du milieu du bord d'attaque et la hauteur du bord de fuite, on doit avoir :

• delta h = L * tangente (alpha) avec

• delta h : différence de hauteur entre le bord d'attaque et le bord de fuite

• L : distance horizontale entre le bord d'attaque et le bord de fuite

• alpha : angle d'incidence par rapport à l'horizontale.

Par exemple, si la largeur du bout de pale est de 260 mm, un angle de 21° correspond à un delta h = 260 * tangente (21°) = 100

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Autre point à vérifier : les extrémités de pales de la roue ont peut-être été usinées pour épouser le manteau de roue pour un angle d'incidence précis (mais trop grand d'après les premières photos). Auquel cas, si vous réglez à un angle plus faible, les bords d'attaque et de fuite vont coincer dans le manteau

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Il faut alors régler et bloquer les 4 pales au bon angle puis passer la roue au tour pour ajuster les extrémités de pales au diamètre intérieur du manteau, en laissant quelques dixièmes de jeu. Evidemment ça "toque" un peu sur le tour, faire des petites passes !

Bonne soirée

dB-)

[gege65]

Bonjour,
Effectivement en appliquant la bonne méthode on arrive à un visuel plus logique.
Il va falloir raboter les extérieurs un peu aussi...
Merci.

[gege65]

Bonsoir à tous,
je reviens de congés et j'ai les boules car les plans prévus avant mon départ n'ont pas été respectés: du coup usinage des pales non fait et vont rester comme à l'origine !!!!! je suis furax !

gros coup ce jour toutefois:
- montage du manteau, de l'hélice et de l'arbre bas, des directrices et du plafond de la turbine.
- demain assemblage des 2 arbres, palier haut, butée haute et avec un peu de chance génératrice.
bonnes soirée.

Assemblage 1.jpg

[gege65]

Bonsoir,
petite question technique pour assemblage et alignement: l'aspirateur a été posé au niveau de précision et pourtant le manteau ne l'est pas ! du coup l'arbre n'est pas bien vertical (il fait plus de 3m en 2 parties):
1- j'ai calé avec un cric et effectivement j'arrive à le faire revenir
2- mais comment caler correctement ? je vais mettre des cales mais il faut 3 épaisseurs différentes et ça va pas porter partout, ça me plait pas du tout
Comment faites-vous svp ?
Merci de vos retours
Cdlt.

arbre modifié sur butée.jpg

Assemblage des 2 arbres.jpg

Turbine assemblée.jpg

[dB-)]

Bonjour,

à votre place je ne remonterais pas la roue avec les pales dans cette position : l'angle d'ouverture est trop important, la turbine va se goinfrer d'eau à pleine ouverture, et dès que vous refermerez le distributeur la puissance va s'écrouler ! (vous me direz lors des essais si je me trompe)

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Ci-dessous une roue hélice classique avec un Ns de 760

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Pour le désalignement du corps de turbine, c'est la première fois que je vois ça !

Idéalement, il faudrait chercher d'où vient le problème, et ajuster la pièce en question :

• manteau de roue avec la face coté aspirateur non parallèle à la face coté distributeur ?

• distributeur avec ses deux faces non parallèles ?

• plafond de roue avec son moyeu usiné de biais ?

Ou un peu des trois ?.. auquel cas un assemblage des pièces avec un autre angle de rotation peut arranger les choses

Si la remise d'équerre des éléments ci-dessus est impossible, une solution (un peu "ollé ollé"), avec l'ensemble monté, est de découper le départ d'aspirateur sur presque tout le tour, de caler la turbine avec un cric de sorte que l'arbre soit bien vertical, et de ressouder l'aspirateur.. (quitte à déposer la turbine pour souder et meuler l'intérieur).

PS : avec un arbre de 3 m il faut remonter le palier intermédiaire, à défaut l'arbre risque de tourner "en patate" et de dégrader l'accouplement et les paliers haut et bas.

Bon W.E.

dB-)

[gege65]

Bonsoir,
Le palier intermédiaire est bien prévu, pas monté comme on est pas bien aligné.

Je reprends le boulot donc le remontage va ramer....
Je vous tiendrai au courant.

Je pense aussi que le mieux c'est de démonter et reprendre la portée du cône mais bon, je szus pas si je vais arriver à faire passer le message !
Cdlt.

[gege65]

Bonsoir,
premiers essais (sans ma présence) sur le site:
1- une des 4 pales frotte sur le manteau..... faut redémonter.... (avantage: je vais pouvoir mettre le bon angle ) y a 3/10 de jeu environ (soit 6/10 au diamètre).
a- Réglage au bon angle des 4 pales
b- Passer le tout au tour pour obtenir 559.4mm par exemple (qui permettra de vérifier que les 4 pales sont identiques)
c- vérifier que le manteau de roue est bien rond et fait 560mm (moins facile à faire !)
2- tout de même un essai à vide à été effectué (sans génératrice): 600 tr/mn..... doit y avoir un problème quelque part ! on devrait trouver plutôt 1500 tr/mn environ je pense.
La suite au prochain remontage
bonne soirée à tous.

[dB-)]

Bonjour,

oulààà, il faut toujours être présent pour les premiers essais !

Sinon, ben ça confirme mes précédents messages ..

Normal aussi qu'avec un angle d'ouverture pareil la turbine tourne trop lentement !

• ouverture trop faible : la turbine tourne vite à vide mais prend peu d'eau => puissance faible

• ouverture trop grande : la turbine prend beaucoup d'eau mais tourne trop lentement => puissance faible

Pour des valeurs données (hauteur de chute, débit, vitesse) il n'y a qu'un seul angle d'ouverture de pales qui donne la puissance à l'arbre maximale, avec un passage de l'eau dans la roue sans chocs.

D'après les données disponibles, j'avais trouvé quelques messages plus haut un angle de 21°, ce serait une bonne base pour commencer les essais..

Bon .E.

dB-)