Mini centrale hydroélectrique, quelle puissance poussée?

[ak]

Bonjour à tous

Si je glisse une tôle de 2 m carrés dans un fleuve, perpendiculairement à la surface de celui-ci, l'eau ayant une vitesse de 2 m/s, quelle est la puissance en kw qu'il faudrait appliquer à la tôle pour l'immobiliser?
J'ai eu une estimation basée sur coefficient de traînée selon laquelle il faudrait une poussée de 10 tonnes ce qui représenterait 9 Kw.

J'aimerais avoir confirmation ou un autre point de vue, qu'en pensez-vous?

[Christophe]

J'ai fais un calcul similaire y a quelques mois, voici la méthode pour une roue à aube qui tourne donc:

https://www.econologie.com/forums/tambour-de ... t6303.html

Je suppose:
- courant à 5 km/h soit V=1,39 m/s
- rayon de la roue à aube soit R=0.2 m
- et qu'une une seule aube motrice l'est en permanence
- on néglige les frottement dans l'air

Vitesse angulaire:
W = V/R = W = 1,39/0,2 = 6,95 Rad/s

Pression motrice :
p = 1000 * 1,39²/2 = 966 N/m²

Puissance motrice :

P = SCx*p*W

Avec S = Surface immergée en m et Cx = coef de pénétration de la pale, assimilé à une plaque qui fait environ 1 (d'apres ce que j'ai lu sur le net).

Soit P = SCx*p*W d'où S = P/(Cx*p*W)

Dans ton cas, disons que tu aurais besoin de 40W motrice (compte tenu du rendement et des approximation).

On trouvera donc: S = 40 / (1*966*6,95) = 0,006 m² soit 60cm² immergé par pale.

Pour obtenir 40W théorique (20W en pratique avec les rendements) avec 5km/h d'écoulement d'eau, tu devrais donc construire une roue à aubes de 20 cm de rayon avec 60cm² de surface motrice. Par exemple avec des aubes de 10 cm de large, ca ferait 6 cm immergés.

La seule vraie "inconnue" dans cette méthode c'est le Cx, que tu appeles coef. de trainée, pour une plaque il est théoriquement de 1 mais la réalité varie surement...Je te laisse vérifier si ton estimation colle avec cette méthode.

[Remundo]

Salut Ak,

Si je glisse une tôle de 2 m carrés dans un fleuve, perpendiculairement à la surface de celui-ci, l'eau ayant une vitesse de 2 m/s, quelle est la puissance en kw qu'il faudrait appliquer à la tôle pour l'immobiliser?

Puissance nulle car la tôle est immobile.

En revanche, tu as besoin d'une force, ce qui n'est pas la même chose

J'ai eu une estimation basée sur coefficient de traînée selon laquelle il faudrait une poussée de 10 tonnes ce qui représenterait 9 Kw.

J'aimerais avoir confirmation ou un autre point de vue, qu'en pensez-vous?

En négligeant la viscosité du fluide, la force est essentiellement basée sur sa déviation.

Pour une plaque, et par rapport à tes hypothèses elle est de 90°

la force nécessaire est Dm V où Dm est le débit massique et V la vitesse de l'eau

Comme Dm = ro S V, tu auras F = ro S V²

ro = 1000 kg/m3, S=4 m², V = 2m/s

Soit F= 1000 x 4 x 4 = 16 000 N équivalents au poids de 1600 kg

N.B. : Ce n'est pas une puissance, c'est la force que l'ancrage de la plaque devra encaisser

[Christophe]

Non Remundo, tu as oublié le Cx



Ton calcul serait valable pour un "bouchon" mais pas pour une plaque d'un fluide en écoulement...

Mais comme on l'a dit: Cx = proche de 1 pour une plaque plane, tu as de la chance tu trouverais la même chose...

Pour la puissance oui je ne sais pas comment il passe de 10 Tonnes à 9kW: ca va dépendre de la technologie employée...

Waaw 9kW pour 2 m²!! Vous croyez que "mon" ruisseau a 2 m de surface?

[Remundo]

Salut Christophe...

Parlons Cx...

La trainée d'une plaque de Cx 1,1 est de

1/2 ro S Cx V² = 1000 x 4 x 1,1 x 4 /2 = 8 800 N environ

[je trouvais 16 000 N surestimé car tout le flux ne tourne pas à 90°]

Le Cx recouvre les effet de déviation des veines et de viscosité du fluide. Il est d'origine expérimentale.

Sinon, imposer ce mouvement à 2 m/s dissipe 2 x 8 800 = 17 600 kW. C'est ainsi que l'eau, si le courant est assez puissant pour se maintenir globalement à 2 m/s autour de l'obstacle, perdra en permanence cette puissance. Ton petit ruisseau ne pourra pas encaisser ça et son courant en sera profondément modifié

[Remundo]

Suis bavard aujourd'hui.

J'ai retrouvé un lien sympa sur les trainées de disques/plaques/cylindre de chez nos amis interaction.

http://inter.action.free.fr/publication ... nees4.html

[ak]

Bonjour Christophe et Remundo,

D'abord merci pour vos réponses.
En fait mon idée est d'imaginer une centrale flottante
utilisant la masse de l'eau et sa vitesse pour faire tourner un alternateur multipôle lent.
Le système serait composée de deux bouées parallèles l'une à l'autre et dans le sens du courant, avec une structure métallique entre les deux, supportant 4 roues dentées (2 à chaque bouée, avant et arrière) et deux chaînes (ou autre système d'entraînement) tendues entre ces roues pour démultiplier la vitesse de déplacement (2m/s de l'eau), ce système entraînant l'alternateur multipôle.
Les tôles faisant office de "pales" seraient engagées et retirées de l'eau perpendiculairement à la surface.
Le réglage de la vitesse de rotation pourrait se faire par immersion partielle ou complète des plaques (lester- délester les bouées) dans le courant (moins de surface immergée => moins de poussée, pour obtenir une régularité de la vitesse de déplacement des plaques.
Possible ou pas?

[Remundo]

Salut Ak,

Oui ça peut se faire.

Mon ami Pascal a déjà publié quelque chose dans le genre voir aux dates 29/08/08 et 18/09/2008

[ak]

Salut Ak,

Oui ça peut se faire.

Mon ami Pascal a déjà publié quelque chose dans le genre voir aux d
ates 29/08/08 et 18/09/2008

remundo mon idee est venue d'une hydroeolienne en belgique en parlan avec un des ingenieur il ma dit que la difficulte etais la pousse de l'eau quand la palle sortait de l'eau donc mon idee est que cette ponsse soie presque nulle donc energie complette

[Remundo]

Je crains de ne pas bien comprendre