Note de calcul préliminaire

Hydro
Note de calcul préliminaire
AFFAIRE MOTORISATION DES VANNES DU BASSIN
DE RETENUE…………
Christian
26/10/2007
Note de calcul estimative afin d’évaluer le volume des accumulateurs hydropneumatique
des trois centrales hydraulique de manœuvre.
Note de calcul préliminaire
Motorisation des vannes V1 à V6 :
Elles sont muent par deux vérins hydraulique monté en série afin de garantir leur
synchronisation. La précision est directement liée aux dimensions géométriques
de la section annulaire de -V1- et de la section du piston de -V2- qui sont
raccordées en circuit fermé.
La vitesse demandée de manœuvre des vérins est de 0.02m/s
Le temps de remplissage de l’accumulateur hydropneumatique demandé est de
deux fois du temps de manœuvre total des vérins.
Vérin1 Ø80/Ø49/C706 et vérin2 Ø63/Ø36/C706
Pression de service=180b
Pression d’épreuve =180×1.5=270b
Caractéristiques des Vérins -V1- et -V2- :
SP1=50.26cm²
SA1=31.40cm² VP1=3.55l VA1=2.216l
SP2=31.17cm²
SA2=20.99cm² VP2=2.20l VA2=1.48l
Temps de manœuvre de la vanne :
0.706÷0.02=35.3s
Volume de l’accumulateur hydropneumatique pour une restitution adiabatique
pendant la phase de travail (à la pression d’opération):
V0=24l ; P0=100b ; Pmax=180b
Volume de remplissage de l’accumulateur iso thermique (1er démarrage) :
Volume de remplissage=10.7l
Temps de remplissage 2 fois le temps de manœuvre : 1min10s
QR=10.7÷1.16=9.2l/mn
La pompe hydraulique devra fournir un débit total de 9.2×6=55l/mn
Sous une puissance d’environ 15Kw.
Figure 1
26/10/2007
Page 2
Note de calcul préliminaire
Conditions d’utilisation :
Isotherme.
P0×V0=P1×V1=P2×V2
Figure 2
Le volume restitué durant la phase de travail est égal à ∆V=V1-V2 soit:
Adiabatique.
P0×V0γ=P1×V1γ=P2×V2γ
Le volume restitué durant la phase de travail est égal à ∆V=V1-V2 soit:
Exemple :
Calculer le volume restitué à une pression P1=140b dans des conditions de
travail adiabatique par un accumulateur hydropneumatique de.
∆V=24l ; gonflé à une pression P0=100b et P2=180b
Le coefficient γ=1.5
26/10/2007
Page 3
Note de calcul préliminaire
Ces valeurs de tiennent pas compte de la variation de température du gaz
Figure 3
Des logiciels sont disponible auprès des fabricants d’accumulateur
(Hydac ; Olaer) afin de déterminer plus précisément leur taille.
Application de secours et sécurité :
Compression isotherme et détente adiabatique les valeurs -V0- et -∆V- sont
données par les équations suivante :
26/10/2007
Page 4
Note de calcul préliminaire
Principe de raccordement des vérins
de manœuvre des vannes
-V1- à -V6Au fil des manœuvres il peut se
produire un déséquilibrage de la
course des vérins. Il est
recommandé d’installer un système
de remise à zéro au moyen des
capteurs inductifs de fin de course
installé dans la chambre des vérins.
Afin de finaliser le schéma nous
devons connaitre les forces
exercées par chaque vérin.
Figure 4
Les efforts de manœuvre seront contrôlés afin de ne pas dépasser les valeurs
indiquées dans le document ; page5.
Pression d’opération : Tirant=149b ; poussant=62b
Pression maximum : Tirant=224b ; poussant=93b
ATTENTION : nous confirmer si le dimensionnement du circuit doit être
réalisé avec les pressions d’opération ou les pressions maximum.
26/10/2007
Page 5
Note de calcul préliminaire
Motorisation des vannes V7:
Vérin1 Ø80/Ø45/C1506
La vitesse demandée de manœuvre des
vérins est de 0.02m/s
Le temps de remplissage de
l’accumulateur hydropneumatique
demandé est de deux fois du temps de
manœuvre total des vérins.
Pression de service=180b
Pression d’épreuve =180×1.5=270b
Caractéristiques des Vérins –V7- :
Figure 5
SP=50.26cm²
SA=34.36cm²
VP=7.569l VA=5.175l
Temps de manœuvre de la vanne :
1.506÷0.02=75.3s (environ 1mn15s)
Volume de l’accumulateur hydropneumatique pour une restitution adiabatique
(à la pression d’opération) :
V0=50l ; P0=105b ; Pmax=180b
Volume de remplissage de l’accumulateur isothermique (1er démarrage) :
Volume de remplissage=20l
Temps de remplissage 2 fois le temps de manœuvre : 2min30s
QR=20÷2.5=8l/mn
La pompe hydraulique devra fournir un débit de 8l/mn
Sous une puissance d’environ 2.5Kw
Les efforts de manœuvre seront contrôlés afin de ne pas dépasser les valeurs
indiquées dans le document ; page10.
Pression d’opération : Tirant ; poussant=80b
Pression maximum : Tirant ; poussant=120b
ATTENTION : nous confirmer si le dimensionnement du circuit doit être
réalisé avec les pressions d’opération ou les pressions maximum.
26/10/2007
Page 6
Note de calcul préliminaire
Motorisation des clapets C1 et C2:
Vérin1 Ø80/Ø45/C3486
La vitesse demandée de manœuvre des
vérins est de 0.02m/s
Le temps de remplissage de l’accumulateur
hydropneumatique demandé est de deux fois
du temps de manœuvre total des vérins.
Pression de service=180b
Pression d’épreuve =180×1.5=270b
Figure 6
Caractéristiques des Vérins -C1- et -C2- :
SP=50.26cm²
SA=34.36cm² VP=17.520l VA=11.977l
Temps de manœuvre du clapet :
3.486÷0.02=174.3s (environ 3mn)
Volume -V0- de l’accumulateur hydropneumatique pour une restitution
adiabatique (à la pression d’opération):
V0=80l ; P0=145b ; Pmax=250b ; Pmin=160b
Volume de remplissage de l’accumulateur isothermique (1er démarrage) :
Volume de remplissage=33l
Temps de remplissage 2 fois le temps de manœuvre : 6min
QR=33÷6=5.5l/mn
La pompe hydraulique devra fournir un débit total de 5.5×2=11l/mn
Sous une puissance d’environ 5.5Kw
Les efforts de manœuvre seront contrôlés afin de ne pas dépasser les valeurs
indiquées dans le document ; page20.
Pression d’opération : Tirant=162b ; poussant=40b
Pression maximum : Tirant=207b ; poussant=60b
ATTENTION : nous confirmer si le dimensionnement du circuit doit être
réalisé avec les pressions d’opération ou les pressions maximum.
26/10/2007
Page 7
Note de calcul préliminaire
Les quatre feuilles scannées que tu m’as fait parvenir sont inexploitable.
J’ai réalisé une première approche avec les valeurs de :
Vitesse de déplacement 2cm/s
Temps de remplissage 2 fois le temps pour réaliser la course totale du vérin.
J’ai calculé le volume -V0- des accumulateurs du circuit des clapets -C1- et -C2avec une pression de gonflage - P2- égale à 250b. Car pour une pression de
180b le volume -V0- avoisiné les 200l.
Le temps de remplissage des accumulateurs qui alimentent les vannes
-V1- à -V6- est relativement court environ min 1min10s. Se qui entraine un
débit de pompe de 55l/min.
Doubler se temps de remplissage par deux divise le débit de pompe d’autant.
Inversement il serait bon de réduire le temps de remplissage des accumulateurs
qui alimentent le circuit des clapets -C1- et -C2- qui est de 6min
26/10/2007
Page 8
Note de calcul préliminaire
Schéma hydraulique de manœuvre vanne -V1- à -V6- Autocad
Figure 7
26/10/2007
Page 9
Note de calcul préliminaire
Le schéma ci-dessus représente le schéma hydraulique d’alimentation des vérins
de manœuvre de vanne -V1Il se compose essentiellement d’un groupe moto pompe à réserve d’énergie par
accumulateur hydropneumatique ; d’un volume V0=24l et pré gonflé à P0=100b
joint une Feuille de calcul Excel ou logiciel hydac pour estimation des volumes
restitués.
D’un conjoncteur disjoncteur qui assure le remplissage avec un facteur
d’ouverture/fermeture de 20%. L’énergie ainsi stockée doit permettre une
course complète de sortie ou de rentrée des vérins de manœuvre.
Le contrôle des forces de manœuvre est assuré par les deux réducteurs de
pression raccordé en sortie du distributeur de commande. Ils sont réglés
initialement à une valeur de -90b- coté piston et -140b- pour le coté tige.
D’un système de remise à zéro afin de corriger une dérive éventuelle dans la
synchronisation des deux vérins de manœuvre.
Le manocontact sert au contrôle de la pression en vue de l’intégrer dans le cycle
machine.
Figure 1 .................................................................................................................................................... 2
Figure 2 .................................................................................................................................................... 3
Figure 3 .................................................................................................................................................... 4
Figure 4 .................................................................................................................................................... 5
Figure 5 .................................................................................................................................................... 6
Figure 6 .................................................................................................................................................... 7
Figure 7 .................................................................................................................................................... 9
Figure 8 .................................................................................................................................................. 11
26/10/2007
Page 10
Note de calcul préliminaire
Figure 8
26/10/2007
Page 11