Projet Turbine Pelton

La théorie en pdf (141 kO)
Pompe installée : "Flygt" SXM3A

Notation

Résultats d'essais :

Couple d'adhérence : Ca = 0.097 Nm
Pour un gicleur de d=7 mm on relève :
- qv = 20.69 l/mn soit une vitesse en sortie de gicleur de v1 = 8.96 m/s
- un couple pour maintenir la roue à l'arrêt de Cs= 0.204 Nm
- la vitesse de rotation maximum relevée au tromboscope : N=725 tr/mn
- le laps de temps qu'il faut pour que la roue passe de la vitesse de rotation maximum à l'arrêt une fois le débit coupé et la roue abandonnée par son inertie : T = 5'46".

Déduction :

La roue étant à l'arrêt, l'eau exerce sur la roue le couple d'adhérence + le couple d'arrêt soit :
C0 = Ca + Cs = 0.301 Nm
Or la théorie nous prédit (moyennant entre autre un retour à 180°) un couple C0 = 2 . rho . qv . R . v1 = 0.46 Nm
La vitesse de rotation maximum théorique est NMax = v1/R = 1140 tr/mn : si la roue tournait plus vite, l'eau n'atteindrait pas (théoriquement) la roue. Cette vitesse de rotation est calculée en considérant que l'arbre ne subit pas de couple en sortie or les frottements sur les paliers provoquent un couple !
La roue ne tourne donc pas exactement à vide : elle subit un couple de frottement Cf provenant des 2 paliers.
La théorie nous donne le couple en sortie :
C = 2 . rho . qv . R . ( v1 - N.R )
En prenant N=725 tr/mn on obtient C = 0.1689 Nm.
Tout ce couple n'est pas le couple de frottement Cf car :
- Lorsque la roue tourne l'air la freine ;
- C = 0.1689 Nm est supérieur à Ca = 0.097 Nm or le couple de frottement est inférieur à celui d'adhérence car le coefficient de frottement est inférieur à celui d'adhérence.
Lorsque l'on coupe le débit, la roue ralentit car elle subit le couple de frottement des 2 paliers et le couple de frottement provenant de l'air : le couple C précédemment calculé.
En considérant une variation de vitesse de rotation constante on a :
C = I . N / T
où I ~ 0.0046 kg.m2 est l'inertie de la roue en rotation déterminée par logiciel de CAO.
On en déduit C ~ 0.064 Nm