tuyère pour turbine

Hello!
Excellent ce schéma.
Maintenant que je peux faire la tuyère. Il me reste à meuler la bonne fraise et voilà un problème sous contrôle! Ou presque.
Comment annoncer à Bobino que j'ai cassé la fraise qu'il m'avait si gentiment prêtée! Il va me falloir soudoyer mon dentiste.
A présent, c'est vrai que les Newton, je m'en tamponne aussi, un peu le coquillard, mais comme tu nous a traduit ça en poids de vapeur par seconde dans ton second tableau, on va pouvoir se pencher sur la surface de chauffe du Vaporisateur.
C'est pas le plus dur, mais chaque chose en son temps!
T'es le meilleur! Même si ta femme pense le contraire!
Il va être temps de commencer à mettre tout ça en pratique, malgré les déboires du départ!
Merci JPA! On attend la suite avec impatience.
Bien cordialement.

Bonsoir à tous,
Nous arrivons maintenant au terme de cet exposé un peu ardu avec la réalisation pratique de la tuyère.
On a le choix entre une tuyère avec un col de 1 mm de diamètre ou 1.5 mm, l'aire de passage de cette dernière est un peu plus du double de celle de 1 mm
Si on opte pour celle avec le col de 1 mm de diamètre, le diamètre de la sortie sera de 1.9 mm et la longueur du divergent 11 mm, ceci pour une utilisation à 5 bars de pression relative.
Si on opte pour celle avec le col de 1.5 mm de diamètre, le diamètre de sortie sera de 2.87 soit 2.9 mm et la longueur du divergent 15.8 mm toujours pour une pression de 5 bars

Je pars d'un barreau en dural de 6mm que je perce à 3.2 sur 13 mm


Puis j'utilise le foret à centrer de 3x1 pour former le convergent


Usinage de la partie filetée au diamètre 5mm pas de 0.5 sur 8mm de longueur



Puis on retourne la pièce pour usiner le divergent, perçage au diamètre 1mm ou 1.5 mm


Le divergent va être usiné à l'aide d'une sorte d'équarissoir taillé dans une lame de scie à métaux réformé. Un soin particulier doit être apporté à la confection de cet outil qui doit avoir une pente de 1/12 pour respecter les proportions, traçage soigné et confection à la meule fine. Faire un repère à l'endroit où la largeur est de 1.9mm, limite à laquelle elle doit arriver au franc de la sortie de la tuyère. Il faut tourner lentement en évacuant très fréquemment les copeaux, sinon ça coince et on termine avec un tire-bouchon ! Finir à la main pour obtenir un bon état de surface.

Hello!
Interessant et bien expliqué!
J'espère que tu as fait une série ......................
Cordialement.

Belle réalisation, bien détaillée et "relativement" simple à mettre en oeuvre.
Merci & bravo.

Marcel.
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Dans mon cas où la tuyère sera oblique (20° d'incidence) par rapport à la turbine, je vois trois possibilités:
Prolonger le cône jusqu'à rejoindre le flan de la turbine
Recouper à partir de l'axe de la sortie du divergent et prolonger le petit bout manquant
Recouper tout ce qui dépasse de la tuyère calculée (dessin du bas)

Bonjour Malevthi,
Voilà une question pertinente ! Partons du divergent standard que nous avons calculé précédemment : diamètre au col = 1mm, soit aire de la section Acol = 0.78mm2, diamètre de sortie = 1.9mm, soit aire de la section As = 2.83mm2 et de longueur 11mm
On suppose que la pression de la vapeur à l'entrée de la tuyère est de 5 bars soit pression au col 3 bars, pression de sortie = 0 (pression atmosphérique)
La pression de la vapeur va chuter au fur et à mesure qu'elle va progresser dans le divergent et elle va donc se détendre de 3 bars à 0.
Le volume massique à 3 bars est de 0.4624 m3/kg et l'aire de la section = 0.78 mm2
Le volume massique à 0 bar (pression atmosphérique) est de 1.694 m3/kg et l'aire de la section = 2.83 mm2
A partir de là on peut trouver le volume massique correspondant à n'importe quelle section comprise entre 2.83 mm2 et 0.78 mm2 en appliquant une simple règle de trois. Une fois le volume massique de la section qui nous intéresse est trouvé, on cherche la pression qui y correspond dans la table "propriétés de l'eau";
Ceci va nous permettre de voir à quelle pression la vapeur s'échappe (avant d'être détendue complètement) quand elle va atteindre le rebord du biseau (dans le cas d'une tuyère coupée à 20°)

Si l'on taille le biseau à partir d'un divergent de longueur 11 mm, le rebord le plus proche du col sera à 6.2 mm de celui-ci, le diamètre de la tuyère à cet endroit sera de 1.5 mm (déterminé graphiquement) et l'aire de la section = 1.77 mm2. Les calculs donnent une pression de vapeur de 0.40 bar relatif. On perd donc cette pression qui ne fournit aucun travail;

Si l'on taille le biseau à partir d'un divergent de longueur 14 mm, le rebord le plus proche du col sera à 8.7 mm de celui-ci, le diamètre de la tuyère à cet endroit sera de 1.75 mm et l'aire de la section = 2.40 mm2. Les calculs donnent une pression de vapeur de 0.25 bar relatif. On perd un peu de pression mais moins que dans le premier cas. Les dimensions restent raisonnables, n'oublions pas qu'il faut percer un trou de 1 mm de diamètre sur 14 mm de long !

Si l'on taille le biseau à partir d'un divergent de longueur 17 mm, le rebord le plus proche du col sera à 11 mm, la vapeur sera donc entièrement détendue, pas de perte de travail mais par contre la difficulté sera de trouver un foret de 1 mm suffisamment long pour percer le trou et la mise en forme à l'aide de l'équarissoir risque d'être très délicate;

En conclusion la solution intermédiaire semble être un bon compromis, mais rien n'empêche de fabriquer trois tuyères et faire des essais successifs
Si des points étaient restés obscurs ne pas hésiter à demander des éclaircissements


Quelques exemples de tuyères :





Seule la tuyère de droite possède un divergent (col de 1mm, sortie de 1.9m), les deux autres sont convergentes uniquement (celle du milieu diamètre 1mm, celle de gauche 1.5mm) elles sont destinnées à un autre usage que l'équipement d'une turbine;
Cordialement

Bonjour,
Merci JPA pour ces réflexions. J'aurais aussi choisi l'intermédiaire, mais pour d'autres raisons. En effet si la plus longue est la seule qui permette la détente complète de la vapeur, sa longueur de biseau risque de la faire déborder des aubes de la turbine qui ont un pas de 2mm.
Tu as raison, le mieux est de tester les trois (si j'arrive à les fabriquer sans casser l’équarrissoir ...).
La plus courte soufflerait sur deux aubes et demi, la moyenne sur presque trois aubes et la plus longue sur un peu plus de trois aubes.

Bonsoir.
Si tu pouvais, dans les mêmes conditions, faire des essais au compte tours avant de biseauter la tuyère et ensuite, tu pourrais nous dire la différence, s'il y en a une et donc, si ça apporte quelque chose.
Cordialement.

Eh, eh, je n'en suis pas encore là. J'ai encore une chaudière a terminer

Hello!
C'est une formalité pour toi, ça!

Bonjour,
Un petit complément d'information tiré de mes cours de mécanicien : on y voit le schéma d'une tuyère avec les courbes de pression et de vitesse, on remarque que la vitesse de la vapeur est subsonique jusqu'au col et supersonique du col à la sortie. Pour rappel vitesse du son dans l'air sec : environ 325 m/seconde, vitesse au col : environ 450 m/seconde, vitesse de sortie environ 800 m/seconde pour une pression de 5 bars.
Egalement les causes de mauvais fonctionnement de la tuyère :

1) La pression d'entrée augmente mais pas la pression de sortie (pression atmosphérique), la vapeur n'est pas entièrement détendue à la sortie de la tuyère, elle a encore une pression supérieure à la pression atmosphérique : la veine de vapeur sort en régime perturbé d'où mauvais fonctionnement

2) La pression d'entrée ne varie pas mais la pression de sortie diminue : ceci nous ramène au cas précédent mais ne concerne que les installations qui évacuent sous vide ou turbines à plusieurs étages

3) La pression de sortie augmente, ce qui crée une "onde de choc" qui perturbe le fonctionnement. Peut arriver si la turbine est sous carter et que la section de la tubulure d'évacuation de la vapeur est insuffisante, impossible si la turbine n'est pas sous carter.

En conclusion : ceci confirme qu'une tuyère calculée pour marcher à 5 bars à l'entrée aura un fonctionnement déficient à 8 bars, il faut donc une pression de fonctionnement relativement stable. Il est également intéressant de pouvoir disposer d'un jeu de tuyères calculées pour différentes pressions de fonctionnement et donc prévoir de pouvoir en changer facilement.

Hello!
Ça c'est acquis!
A présent, il va falloir déterminer le bon débit à la bonne pression pour entrainer la machine idoine sur le bateau adéquat!
Et ça c'est pas encore acquis!
On n'est pas encore familiarisé avec cette technique!
Mais tu vas tout nous dire!
Cordialement.