HYDRAULIQUE H46D - Unité d`Etude sur la Turbine Kaplan

HYDRAULIQUE
H46D - Unité d’Etude sur la Turbine Kaplan - Code
934800
1. Généralités
L’unité Didacta H46D a été projeté pour permettre d’effectuer une complète série d'expériences sur les turbines hydrauliques
type Kaplan.
L'unité est complètement autosuffisant, de dimensions minimales et facilement transportable.
L’unité H46D comprend une turbine en exécution spéciale “VISIFLOW” réalisée avec plusieurs parties transparentes pour
une accessibilité visive maximale des phénomènes hydrodynamiques de fonctionnement.
La turbine est accouplée à une unité freinante dynamométrique SUD10D pour la détermination des caractéristiques de
couple et puissance.
Un système d’acquisition et analyse de données pour Ordinateur Individuel est disponible, appelé SAD/H46D que permet
d’exécuter automatiquement des mesurages, de produire sur écran ou sur imprimante des courbes caractéristiques,
d’archiver sur disquette ou d’imprimer des données expérimentales. Le système SAD/H46D est décrit dans fiche technique
separée.
Le système est fourni avec manuel complet décrivant l'unité en tous ses parties, les modalités d'installation et utilisation et
propose beaucoup d'exercises didactiques avec résultats expérimentales.
2. Composition
L'unité H46D est composée par:
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Turbine Kaplan VISIFLOW
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Unité freinante dynamométrique SUD10D de 3 kW
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Electropompe centrifuge, 15 HP
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Fluxmètre 250 m3/h
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N. 2 manomètres 0, +2.5 bar
DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/30 - 10156 Torino - Italy
Tel. +39 011 2731708 - Fax +39 011 2733088 - http://www.didacta.it - E-mail: [email protected]
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Vacuomètre -1, 0 bar
Cuve d'alimentation 600 l
Tableau électrique d'alimentation et contrôle
Stroboscope en option (Code 901521)
3. Description
Le circuit hydraulique (voir fig.1) est composé essentiellement par une pompe centrifuge à basse priorité et haute capacité,
par un instrument mesureur de portée, par deux manomètres pour la détermination des pressions, par la turbine à calotte
transparente, par une cuve d'alimentation et par des tubages de connexion.
Le but de l'installation c'est de permettre la determination des courbes caractéristiques d'une turbine Kaplan.
Une électropompe centrifuge aspire de l'eau du réservoir principal et la conduit, sous pression, à la turbine, en simulant les
conditions typiques d’alimentation de la turbine Kaplan.
L’installation est dotée de deux systèmes de réglage: le premier permet d’effectuer la variation de l’incidence des palettes du
distributeur pendant le fonctionnement, à commande ouvert à travers un petit volant, le deuxième permet d’effetcuer le
réglage de l’inclinaison des palettes de la couronne mobile, lui même à travers un petit volant à l’extérieur.
Un frein dynamomètrique, avec compte-tours digital et lecture du couple sur échelle lumineuse, accouplé à l'axe de la
turbine, permet la determination des caractéristiques du couple et puissance.
Les valeurs de la vitesse de rotation, pression, capacité, voltage et courant peuvent être élaborés pour obtenir la prioritè, la
puissance, le couple et le rendement de la turbine.
En faisant le diagramme de ces valeurs s'obtiennent les courbes caractéristiques de la turbine Kaplan.
La structure métallique en acier soudé est extrêmement robuste et la finition est effectuée avec vernis résistant à l’abrasion
de type épossidique.
Toutes les parties en contact avec l’eau sont réalisées avec du matériel inoxydable.
Un stroboscope en option permet une meilleure visualisation des phénomènes hydrauliques dans le corps turbine.
4. Caractéristiques techniques
Turbine Kaplan VISIFLOW
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Spirale en aluminium avec traitement intérieur inoxydable
Diamètre spirale 600 mm
Hauteur de l’axe 310 mm
Diamètre bouche d’aspiration 6”
Arbre en acier inox monté sur paliers
Couronne mobile à 4 palettes, diamètre 120 mm à pas variable avec petit volant de commande à l’extérieur
Distributeur à 10 palettes, diamètre 290 mm, avec commande d’ouverture extérieur
Vitesse de rotation max 2800 tours/1’
Rendement de 30 jusqu'à 40%
Puissance supérieure de 1 kW
Electropompe Centrifuge
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Puissance moteur 15 HP
Capacité max 3500 l/min
Priorité max 16.7 mètres colonne eau
Vitesse 1450 tours/1’ à 50 Hz , 1730 tours/1’ à 60 Hz
Groupe de freinage dynamométrique SUD10D
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Puissance 3 kW
5. Expériences
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Visualisation des mouvements fluides dans le corps turbine autour du distributeur sur la couronne mobile et sur le cône
diffuseur de décharge.
Tracement de la caractéristique de la vitesse de fuite de la turbine pour différentes ouvertures du distributeur en fonction
de la vitesse de rotation.
Tracement des courbes caractéristiques de couple de l’axe machine, en fonction de la vitesse de rotation pour
différentes valeurs de priorité et d’ouverture du distributeur constants.
Tracement des courbes caractéristiques de la puissance rendue à l’axe en fonction de la vitesse de rotation et pour
différentes valeurs d'ouverture du distributeur.
Tracement des courbes caractéristiques de la puissance hydraulique d’alimentation en fonction de la vitesse de rotation
pour différentes valeurs d'ouverture du distributeur.
Tracement des courbes de rendement de la machine en fonction de la vitesse de rotation pour différentes valeurs
d'ouverture du distributeur.
Tracement des courbes d’isorendement sur un diagramme ayant comme paramètres la capacité et la vitesse de rotation
des turbines.
Tracement des courbes de capacité en fonction de la vitesse de rotation avec priorité constante et pour différentes
ouvertures du distributeur.
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6. Services Demandés
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Alimentation électrique 380 V CA 3F+N, 50/60 Hz 10 kW
7. Poids et Dimensions
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Dimensions: 2070 x 1100 x 2200 h mm
Poids: vide 600 kg - chargé 900 kg
Fig. 1 - Synoptique général
1.
Réservoir d'alimentation
2.
Vacuomètre
3.
Pompe centrifuge
4.
Manomètre
5.
Fluxmètre
6.
Manomètre
7.
Turbine Kaplan
8.
Petit volant réglage palettes du distributeur
9.
Petit volant réglage palettes couronne mobile
10. Joint accouplement frein-turbine
11. Génerateur-frein SUD10D
SAD/H46 - Système Automatique d’Acquisition de Données pour H46D
1. Généralités
Ce système permet de réaliser les expériences prévues pour
l’unité d’étude sur la turbine Kaplan Didacta H46D sur un
Ordinateur Individuel de type IBM ou compatible et d’en tirer
le maximum d’avantages didactiques.
Il est possible d’acquérir automatiquement les grandeurs
nécessaires pour la réalisation des essais (pression entrée
turbine Pm, pression différentielle Dp pour mesure du débit
Q, couple à l’axe T, vitesse n), les élaborer et obtenir sur
Ordinateur les données et les diagrammes qui permettent de
comprendre le fonctionnement de la turbine dans des
conditions d’emploi diverses et réelles. Le système est fourni
accompagné d’un manuel didactique qui décrit les
caractéristiques du système matériel et logiciel, illustre la
mise au point du système d’acquisition des données,
propose de nombreux exercices didactiques, fournit des
données et des diagrammes expérimentaux en exemple.
2. Composition
Le système se compose de:
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Lot de transducteurs électroniques complet avec unité d’alimentation et conditionnement des signaux et carte de
conversion A/D (code 914394);
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Logiciel d’acquisition et d’analyse des données pour Windows (code 914395).
3. Description
Lot de transducteurs électroniques complet avec unité d’alimentation et conditionnement des signaux et carte de
conversion A/D (code 914394)
Le lot comprend les transducteurs suivants:
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Transducteur électronique de pression différentielle Dp à bride étalonnée pour la mesure du débit principal Q doté
d’indicateur digital et d’émetteur de signal;
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Transducteur électronique de pression pour la mesure de la pression Pm amont de la turbine avec émetteur de signal;

Convertisseur de signal pour le transducteur à cellule de charge (compris dans le groupe de base) pour la mesure du
couple à l’axe T;
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Convertisseur de signal pour le transducteur électronique de vitesse angulaire (compris dans le groupe de base) pour la
mesure de la vitesse de rotation n.
L’unité d’alimentation et conditionnement des signaux permet la conversion des signaux fournis en signaux standard propres
à la suivante conversion A/D. La conversion A/D arrive sur 12 bit avec une fréquence d’échantillonage de l’ordre de 10 kHz.
L’unité peut être connecté à l’Ordinateur PC IBM ou compatible par voie sérielle RS-232.
Logiciel d’acquisition et d’analyse de données (code 914395)
Le logiciel d’acquisition et d’analyse des données travaille dans l’environnement MS-Windows et il est utilisé pour acquérir
les données en temps réel, les élaborer et les archiver. Il permet d’obtenir à l’écran ou sur papier les paramètres et les
diagrammes prévus dans les essais.
Le logiciel permet d’obtenir sur écran ou imprimante les diagrammes des données acquises en fonction du temps et les
diagrammes prévus dans les exercices. Les données acquises ou calculés peuvent être sauvegardés sur disque en format
ASCII.
En outre, on est possible l’exécution de simulations en introduisant les données par clavier.
4. Configuration minimum du PC
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PC minimum Pentium avec disque dur (>10Gb), lecteur de CD, carte graphique SVGA 800x600, souris, RAM 32 Mb,
porte USB;
MS-Windows XP ou versions suivantes;
Imprimante graphique.
5. Poids et dimensions
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Dimensions: 540 x 350 x 200 h mm
Poids: 15 kg
Cod. R00331/F 0213 Ed. 01 Rev. 03
A n'importe quel moment et sans préavis, la Société Didacta Italia pourra apporter, en tenant les caractéristiques essentielles
décrites aux propres produits, les modifications les plus opportunes, selon les exigences de caractère constructif ou didactique.
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