Essais de pompe


 

Pourquoi des essais de pompe ?

Quelques questions n'ont pas pu être traitées en soufflerie. Il a été notamment impossible d'effectuer des mesures de pression à l'intérieur des pales en rotation, et d'une manière générale dans toute la partie tournante. De plus les mesures montraient un écart notable entre la dépression "vanne fermée" (éolienne bouchée) théorique, et la dépression vanne fermée mesurée. Cet écart a été imputé aux fuites entrantes, mais il semblait conséquent.

Nous avons donc installé l'éolienne chez Paul-Claude Dufour, dans son atelier de Villate, pour répondre à ces questions : Quel est le profil de pression dans les pales ? Quelle est l'impact de la buse de sortie de pale sur la dépression dans l'éolienne ? Quelle est la dépression maximale (vanne fermée) atteignable sans fuites entrantes ? Quelle était la perte dues aux fuites entrantes en soufflerie ?

 

 

Description des essais

L'éolienne est fixée sur une plaque de bois. Un trou dans cette dernière peut permettre à l'air d'entrer, et un bouchon étanche est prévu pour les essais vanne fermée. L'éolienne est entraînée en rotation grâce à une perceuse, par l'intermédiaire d'une courroie (vitesse max 400 rpm). La perceuse contient des crans de vitesse qui assurent la répétabilité des expériences. Des prises de pression sont piqués partout sur l'éolienne, sur les parties fixes mais aussi sur les parties tournantes. Un capteur de pression différentiel permet de comparer une des prises de pression avec la pression atmosphérique. Le tachymètre laser est bien entendu utilisé pour contrôler la vitesse de rotation de l'hélice.

Essais vanne fermée (Août 2010)

  1. Une première phase a consisté à retrouver la dépression vanne fermée mesurée en soufflerie.
  2. Une seconde phase a consisté à bien faire l'étanchéité à l'air de l'éolienne, en bouchant les fuites constatées, de manière à ce que la seule fuite possible vienne du joint labyrinthe. Une légère amélioration a été constatée par rapport à la mesure précédente.
  3. Une troisième phase a consisté à faire des mesures de pression statiques et totales sur les parties tournantes : au centre de la buse de sortie des pales, mais aussi à l'intérieur au niveau des emplantures de pale.

Ces essais vanne fermé ont permis de mesurer l'impact des fuites entrantes dans le système, et surtout d'affiner la théorie. Cette dernière est maintenant maîtrisée, en adéquation totale avec les essais, et a fait l'objet d'un rapport détaillé. Elle laisse entrevoir une optimisation possible de la sortie d'air en bout de pale, qui sera étudiée prochainement à Supaero.

 

Essais vanne ouverte (décembre 2010)

Une fois maîtrisées les questions de fuite et de dépression vanne fermée, il a été décidé de retracer une caractéristique dépression/débit complète, grâce à une ouverture d'air plus ou moins grande sur l'éolienne. Cette expérience a été réalisée avec l'aide d'Olivier Andreau dans le cadre de son TIPE de classe préparatoire. La grosse difficulté a été de mesurer le débit d'air par comparaison statique/totale au centre de la section de passage. La caractéristique débit/dépression a finalement pu être tracée grâce à un recalage soufflerie, et les résultats sont pleinement satisfaisants.

 

 

 

 

 

 

 

Une permière phase a consisté à bien faire l'étanchéité à l'air de l'éolienne, en bouchant les fuites constatées, de manière à ce que la seule fuite possible vienne du joint labyrinthe.

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