un générateur généreux

Salut.
Bravo et merci pour ces essais qui nous éclairent bien.
La plage d'effet est large.Il n'y a donc plus à hésiter et choisir une tuyère convergente/divergente pour la turbine.
Bon, ça c'est réglé!
Ya plus qu'à savoir le débit d'eau qu'il faut pour faire la pompe qui va bien.
Bien cordialement.

Qu'il est beau le débit de lait, qu'il est laid le débit de l'eau !!!!
Il faudrait que je mette la main sur un chronomètre fiable !

Chouette ces essais...
As tu finalement réussi, comme il semble sur les photos, à avoir un régime de débit vapeur stabilisé? As-tu changé quelque chose?

Non, le système ne peut pas être stabilisé tel qu'il est ! Quand je voit la pression vapeur qui baisse, je fait une injection d'eau supplémentaire en ouvrant brièvement sur le gros robinet noir. Cela doit chasser les bulles de vapeur qui se forment à la surface du tube et rétablit la pression. C'est pour cela entre autre qu'une mesure de consommation ne serait pas très représentative. Le système que je pense mettre au point sera d'établir une circulation d'eau supérieure à la capacité de vaporisation du tube. Cette eau sous pression se détendra dans un séparateur de vapeur, l'excédent d'eau repartira à l'entrée du système, la vapeur produite qui sera saturée repartira dans le foyer pour surchauffe avant utilisation.
Encore de nombreuses idées à réaliser et mettre au point.

Aujourd'hui, essais en supprimant le ballon hydrophore et en connectant la pompe directement sur le serpentin. Résultat : pas bon du tout, le système manque de souplesse, grosse difficulté à doser correctement le débit d'eau, le manomètre oscille tellement qu'il est impossible de lire quoi que ce soit et la pompe cafouille. J'ai donc remis le ballon en place rapidement.
Une première inspection du serpentin met en évidence une forte érosion (extérieure) des dernières spires soumises à la vapeur surchauffée. Ceci me conforte dans l'idée d'augmenter la circulation d'eau et de faire la séparation eau/vapeur dans une capacité indépendante (séparateur de vapeur). Ce dispositif évitera des températures excessives dans les dernières spires et de plus, en accélérant le débit d'eau, il n'y aura plus de bulles de vapeur à s'accrocher aux parois du serpentin formant isolant thermique (du moins je l'espère). A voir aux prochains essais après fabrication du séparateur de vapeur.
Le système que j'imagine fera appel à deux pompes : 1) une pompe de circulation qui marchera en canard en reprenant l'eau en excès du séparateur de vapeur et la fera recirculer dans le serpentin en continu. A ce niveau, pas de régulation, la pompe marchera en continu et comme les pressions d'aspiration et de refoulement seront quasiment identiques cette pompe n'aura pas besoin de beaucoup de puissance pour fonctionner. 2) Une pompe alimentaire qui complétera le niveau dans le séparateur pour compenser la quantité d'eau qui s'échappera sous forme de vapeur. Cette pompe nécessitera un système de régulation de niveau.

Hello.
Que le mano oscille comme un dingue en sortie de la pompe : rien que de très normal. On en a déjà parlé. Ce qui n'empêche pas une sortie de vapeur stabilisée comme celle que tu montres précédemment.
Par contre , si tes raisonnements sont bons, je me demande si par ailleurs, tu ne charges pas un peu trop la mule avec toutes ces pompes?
Le mieux étant l'ennemi du bien ....
Mais tu nous en diras plus quand tu auras peaufiné tes essais, parce que là, je suis un peu, ................un peu, tu vois ce que je veux dire?
Un peu couillon??? ! Oui!
C'est pas nouveau et c'est l'heure de l'apéro!
Santé!!

Bonsoir

Aurais tu la possibilité d’intercaler une ou deux spires de plus gros diamètre ou en inox pour faire une surchauffe entre le circuit que tu as et le ballon hydrophore ?
Tu aurais alors une meilleur qualité de vapeur dans ton ballon.
Je ne sais pas si tu as la place de mettre cette surchauffe en place dans le panache des brûleurs.

Je propose peut être une bêtise .... car
Dans les chaudières de centrales thermiques (fioul ou charbon ou gaz) la surchauffe se faisait en aval du ballon de séparation par des tubes qui étaient sur la façade chaude de la chaudière ( en vue du foyer ). Derrière ces tubes (plus loin du foyer) se trouvaient les tube de chauffe "primaire" qui aboutissaient au ballon.

Peut être essayer les deux montages ...

A+

Hello,
Dans le séparateur eau/vapeur il y aura évidemment de la vapeur saturée. La vapeur du séparateur sortira sur un tube inox qui fera une épingle dans le foyer avant d'arriver aux tuyères.

Merci JPA de nous faire partager cette aventure avec tous ces détails si intéressants !

Je vais continuer à suivre ce sujet avec interêt, un sujet qui sort des sentiers battus !

JPA a écrit:Hello,
Dans le séparateur eau/vapeur il y aura évidemment de la vapeur saturée. La vapeur du séparateur sortira sur un tube inox qui fera une épingle dans le foyer avant d'arriver aux tuyères.

Bravo. Tu auras alors une surchauffe.
Bonne continuation

Bonjour à tous,
Les essais précedents m'ont confortés dans l'idée qu'un séparateur de vapeur était indispensable pour un fonctionnement stabilisé de la chaudière monotube. Pour rappel, quand le bon débit d'eau est obtenu on voit la pression de sortie grimper allègrement à 10/12 bars puis assez rapidement cette pression chute. En provoquant momentanément un surplus de débit d'eau on rétabli la pression mais le cycle recommence : baisse de pression vapeur - injection d'eau - augmentation de la pression vapeur - baisse de pression - etc.
Mon interprétation personnelle : En se vaporisant au contact du tube, la vapeur forme un isolant thermique, une chasse en augmentant le débit d'eau permet à nouveau le contact eau/paroi du tube. Ce phénomène (à mon avis) est différent de la caléfaction qui se produit sur du métal porté à des températures beaucoup plus élevées que celles que j'obtient. Simplement, ce problème existe du fait de la moins bonne conductivité thermique de la vapeur par rapport à l'eau.
Le diamètre intérieur du monotube étant très étroit (3 mm de diamètre) je suppose qu'il se forment des bouchons alternativement de vapeur, d'eau, parfois de mélanges à des titres variables, tout cela entraînant une progression extrêmement chaotique vers la sortie. Au lieu d'avoir idéalement un passage progressif de l'eau sortant de la pompe, réchauffage dans les premières spires, puis vaporisation et enfin légère surchauffe en sortie, en réalité tout se fait de manière très désordonnée et ce, malgré toutes les tentatives pour ajuster au mieux le débit d'eau (le taux de chauffe restant fixe).
L'idée est donc de faire circuler l'eau avec un débit suffisamment important pour que cette eau reste suffisamment liquide jusqu'à la sortie du monotube. Si la température de l'eau se trouve aux alentours de 200° C à la pression de 14/15 bars (ce qui me parait être des valeurs raisonnables pour mon installation) celle-ci est sous tension de vapeur mais reste liquide. En arrivant dans le séparateur de vapeur, il va y avoir une chute de pression (10 à 12 bars espérés) due à l'augmentation de volume. Si il n'y a pas d'échange de chaleur avec l'extérieur (l'isolation thermique doit être soignée), l'eau sous tension de vapeur va se vaporiser en grande partie. Les condensats seront repris par la pompe alimentaire et mélangés avec l'eau d'alimentation en faisant un prés-réchauffage.
En conclusion : le séparateur doit être muni d'un système d'évacuation automatique des condensats. C'est ce que je me propose de réaliser sur le principe du bulbe et du tube plongeur  sur un principe cher à notre ami Bobino.


La partie supérieure du séparateur comporte trois sortie vapeur : deux orientées dans le même sens pour alimenter deux tuyères, et une orientée dans l'autre sens pour la pompe alimentaire. L'arrivée de vapeur (sortie du monotube) se situe au milieu du séparateur et l'évacuation des condensats se fait par le bas



Le tuyau d'arrivée de vapeur est tangentiel à la paroi pour avoir un effet de centrifugation des gouttelettes d'eau



Le bulbe détecteur de niveau, qui se réchauffe ou se refroidit selon que le tube plongeur est en contact avec l'eau ou la vapeur contenue dans le séparateur

[quote="JPA" Si il n'y a pas d'échange de chaleur avec l'extérieur (l'isolation thermique doit être soignée), l'eau sous tension de vapeur va se vaporiser en grande partie.[/quote]

Jolie installation!
Mais j'ai comme un doute sur la grande partie de l'eau qui se vaporise... Suivant les température/pression d'injection et température/pression de détente, il me semble me souvenir qu' au mieux 10 à 20% de l'eau se vaporise... Faudrait faire un calcul complet, mais j'ai peur que le rendement ne soit pas terrible...

Hello!
Le raisonnement tient la route, mais il y a tant de facteurs déstabilisant dans cette technique, que plus rien ne me surprend quand tout est surprenant!
Alors , les tests en diront plus.
N'empêche que l'accéssoire est beau!.
Cordialement.

J'ai retrouvé la formule...
Si j'ai bien compris ce que tu envisages (je ne suis pas sur):
- Eau à 15bars surchauffée à 198° (selon les tables)
- Détente de 10bars dans le séparateur donc sortie du mélange  condensat+vapeur à 5 bars et donc une température de 152°C toujours selon les tables.
Le pourcentage d'eau vaporisé = (Enthalpie eau entrée - Enthalpie eau condensat)/ Enthalpie de vaporisation
Ce qui avec les valeurs ci-dessus donne:  (845 - 640)/ 2107 =9,7%
Donc seulement 9,7% de l'eau envoyée dans le serpentin sous 15bars serait vaporisée??? ...

Corrige moi si je raconte une bêtise...

Marcel.
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On va avoir la réponse bientôt, mais dans les essais que j'ai déjà menés l'injection d'eau dans le système était très limitée car sinon la tuyère crachait plus d'eau que de vapeur. Or une tuyère calculée pour marcher à la vapeur ne marche plus du tout lorsque l'on remplace la vapeur par de l'eau (voir les commentaires précédents) en particulier une tuyère de type convergent/divergent. J'ai fait des essais avec Kbio sur son installation cet après-midi avec ma pompe de machine à café, son serpentin qui est identique au miens, la tuyère de sa turbine ayant servi à faire mes essais, la seule différence avec moi c'est qu'il a déjà installé un séparateur de vapeur. Le résultat est sans appel : pas de fluctuation de pression ,comme j'en ai eu, et possibilité d'injecter (et donc de vaporiser) des quantités d'eau beaucoup plus importantes. Il ne faut pas oublier que ce qui sort du serpentin est un mélange eau/vapeur pas du tout homogène. Il faut donc un élément dans le circuit qui permette à ces deux fluides de se séparer. Qu'une partie de l'eau puisse se vaporiser lors de la chute de pression ne peut être qu'un plus, même si c'est moins qu'espéré ! Ce sera toujours plus intéressant que de voir cette eau se vaporiser dans l'atmosphère sans avoir travaillé. Les essais du bateau de Kbio (turbine à vapeur couplée directement à un hydrojet) semblent TRES prometteurs. L'instabilité des brûleurs n'a pas permis de faire de mesure précise mais la poussée du jet est impressionnante quand la turbine prend ses tours !
Une petite anecdote au passage : Lorsque j'étais élève mécanicien, au cours de mon premier voyage sur un cargo, j'étais chargé entre autres choses de faire quotidiennement les analyses d'eau de chaudière. Il s'agissait de la chaudière de mouillage dont la pression ne dépassait pas 7 bars. Il fallait donc prendre un échantillon à un robinet prévu à cet effet, situé en dessous du niveau de l'eau. Les premières fois que j'ai ouvert le robinet, j'avais droit à un panache de vapeur pour récupérer trois gouttes de flotte. La détente brutale de 7 bars à la pression atmosphérique de l'eau à 180° C provoquait immanquablement la vaporisation instantanée de la presque totalité de l'eau soutirée. Par la suite j'appris, en laminant au maximum, et en m'armant de patiente à soutirer correctement les échantillons.
Je ne m'attend donc pas à obtenir la vaporisation totale de l'eau en passant de 15 bars à 10/12 bars, mais tout ce qui se vaporisera contribuera à une meilleure efficacité du système.

Bonsoir,
Qu'il n'y ait que 10% de l'eau qui se vaporise, on s'en fout un peu dans la mesure où on réinjecte les condensats (et donc la quantité de chaleur qu'ils contiennent) dans le circuit. Qu'est-ce que tu appelles "enthalpie de vaporisation" ? Pour moi l'enthalpie correspond à l'énergie interne contenue dans un fluide ou un corps exprimée en kilo Joules par unité de masse. Est-ce que ça correspond à la chaleur latente de vaporisation ? Dans mes tables, 200° C correspondent à une pression de 15,551 bars absolus soit 14,551 bars relatifs mais dans la région saturée (tiré de "principes de thermodynamique" par Jean-Charles Sissi). De toute façon on se trouve confronté à un mélange pas du tout homogène d'eau et de vapeur, avec des instabilités de pression tout à fait impossibles à calculer. Seuls des essais pourront permettre de tirer des conclusions et d'orienter la construction du système vers telle ou telle option.
Cordialement

Dans cet exemple vécu tu passais carrément à la pression atmosphérique... Un peu mieux comme ratio.
Ce ratio que l'on calcule est en "masse". Il est bien évident qu'en volume ce sera plus impressionnant! le volume de vapeur généré est quelque part autour de 300 fois plus important que le volume d'eau vaporisé...

Comme tu le dis, faudra voir... J'assumais dans les calculs précédents que tu n'avais pas du tout de production de vapeur dans le serpentin et que le tout était stabilisé à ce régime ce qui est assez facile à faire je pense. Par contre, si tu as déjà un mélange dans le serpentin ça change quand même la donne... Le tout sera de le stabiliser ou pas. mais alors le débit vapeur serait plutôt fluctuant...

Bonjour,
Merci Rookie de m'avoir éclairé sur la quantité de vapeur que l'on peut obtenir en faisant chuter la pression de l'eau. Effectivement je ne pensais pas que c'était aussi faible. J'ai également appris que l'on ne dit plus "chaleur latente de vaporisation" mais "enthalpie de vaporisation". Ma pratique de la thermodynamique remonte à 1973/1976, depuis j'ai perdu quelques neurones mais j'ai bien compris ta formule pour calculer le pourcentage d'évaporation.
Outre mon expérience personnelle d'élève mécanicien, j'avais vu sur internet qu'il a existé dans une ville d'Allemagne des véhicules municipaux marchant au "flashsteam". Les dits véhicules étaient chargés le matin en eau chaude sous pression qui fournissait suffisamment de vapeur pour les faire fonctionner jusqu'au soir. Ceci m'avait conforté dans l'idée que ça pouvait être une piste intéressante.
Les essais menés avec Kbio confirment tout de même que l'on peut avoir un gros débit de vapeur régulier et à forte pression dès que l'on associe la sortie du serpentin à un séparateur de vapeur.
Voici donc celui que j'ai réalisé :





L'arrivée du mélange eau/vapeur se situe à mi-hauteur, les trois gros tuyaux du haut serviront à fournir la pompe alimentaire et deux tuyères. Le petit cylindre contient le bulbe qui servira à la régulation de niveau. l'évacuation des condensats se fera par la prise du bas. L'ensemble sera soigneusement calorifugé pour garder une bonne qualité de vapeur.

JPA a écrit: J'ai également appris que l'on ne dit plus "chaleur latente de vaporisation" mais "enthalpie de vaporisation". Ma pratique de la thermodynamique remonte à 1973/1976, depuis j'ai perdu quelques neurones mais j'ai bien compris ta formule pour calculer le pourcentage d'évaporation.

On est pas mal sur le Forum a avoir les mêmes bases... Je m'étais "recyclé" lorsque j'avais écrit le topo de base sur la vapeur pour notre cher Forum il y a deux ans déjà....

Bonjour à tous
Des locomotives à vapeur sans foyer ont existé dans certaines usines sidérurgiques pour les transports internes , en particulier de lingots entre leur coulée et leur stockage avant réchauffage pour être laminés . Il ne s'agissait pas de flash steam Mais de gros wagons citerne ( 20 ou 30 m3) remplis d'eau saturée à 20 bar env dont on peut soutirer 500 ou 600 kg de vapeur à 5bar de quoi faire quelques km avant d'aller les "regonfler". C'était très propre comparé aux loco à charbon , sans risque de mettre le feu ou d'enfumage dans les halls et ne consommait pas de charbon car la ou les chaudières source de vapeur étaient chauffées avec le gaz fatal des hauts fourneaux ( très pauvre moins de 1000 kcal / m3 ) c'est à dire 10 fois moins que le gaz naturel .
Un de nos anciens de Lorraine peut-il apporter des infos supplémentaires?

Hello!
J'avais lu quelque chose la dessus, mais je ne comprenais pas trop comment ça pouvait marcher, ni surtout le rendement que ça pouvait avoir.
Cette technologie est interessante et demande à être connue.
Je n'en sais pas beaucoup plus, et ce serait passionnant que quelqu'un nous fasse un petit topo la dessus.
Je pense bien à quelqu'un qui ale talent et les compétences pour nous faire un sujet la-dessus, mais on verra après les fêtes.
Cordialement.

http://www.train1900.lu/?page_id=989

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:MQL_z1HQSekJ:us.leforum.eu/t4646-Steam-in-the-90-s.htm%3Fstart%3D45+vapeur+sans+foyer+forum+train+US&cd=6&hl=fr&ct=clnk&gl=fr&client=firefox-a&source=www.google.fr

quelques info
cdt a tous