DH
3* Roues à palettes planes emboîtées exactement sur une partie de la chute par un coursier concentrique à la roue et l'oriflce de vanne
étant inclmé près de la roue, E" = — ;
4*» Même roue si Teau est prise près du niveau sn{)érîeTîr dans le
A • r.^ 600 DH
léservoir.E"^ ;
Rones à aub^scoiirbcs, mues par dessous, E" = — ^z — î
5° Roues de côté bien établies, E" = .
Pour un bon rendement il convient de calculer ïa largeur de ces
roues pour des épaisseurs de lames d'eau de O^ao à O^îS.
Le diamètre de la roue pour des chutes de î à 3 mètres doit éga-
(4) Dians les rooes hydrauliqaes, le diamèlre n'influe pas sur Tcflet utile qui dépend de la chute et cie la dépense disponible. Si la roue a un diamètre plus grand, elle fait moins de tours; si le diamèlre est plus petit, la roue fait plus de tours; la vitesse de la roue dépend de celle dt l'eau.
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1er au moins la hauteur moyenne de la chute, plus 2 fois l'épaisseur de la lame d'eau au-dessus de la vanne plongeante.
La largeur de la roue doit dépasser de 10 cent, environ la largeur du déversoir.
La vitesse de la roue à la circonférence est égale à la moitié de celle due à l'épaisseur de la lame d'eau; le résultat multiplié par 60 donne le ncHiibre de révolutions par minute.
L'écartement des auhes est d'ordinaire de 0"83; cette distance dépasse de 1/3 environ l'épaisseur de la lame d'eau.
La capacité des auhes égale le double du volume d'eau disponible pour chaque aube.
La profondeur des aubes s'obtient en divisant le volume de chaque aube par le produit résultant de la largeur de la roue et de la distance de % aubes consécutives.
CP L La section des bras de la roue hydraulique ou a 6* = —, et
refl(ortP =
H Raô«.
a épaisseur du bras, b largeur, L longueur, et P l'effort fourni par la roue.
6« Roues à augets bien établis, Veffet utile, E" = .
Ces roues sont employées pour des chutes au-dessus de 3 mètres, avec un niveau peu variable et une dépense de 500 litres et audessous.
Le diamètre est égal à la hauteur de la chute diminuée de la charge d'eau sur le seuil, de la pente du coursier qui conduit Teau sous la roue et du jeu à laisser entre le coursier et la roue et entre le bas de la roue et le fond. La largeur de la roue dépasse de 10 cent, environ celle de rorifice.
La vitesse qui peut varier entre 0,30 à 0,80 de celle de Teau, doit être les 0,55 de cette dernière vitesse pour le meilleur effet utile.
Boars à Mibes conrlMs. — Le diamètre ne doit pas être inférieur à 3 fois la hauteur de la chute. La vitesse normale égale 0,5S de celle de Teau.
BQjvc» ptiMbinifs. — On appelle ainsi les roues établies sur les cours d'eau sans aucun barrage.
On suppose, dans ce système de roues qui sont ordinairement placées sur les flancs des bateaux-moulins, que Teau agisse sur une seule aube verticale, fuyant devant le liquide.
On détermine l'effet utile d'une roue pendante par la formule :
F = 8l,5XAV(V — vjv, dans laquelle F représente le produit du poids qui serait soulevé à la circonférence moyenne de la roue par sa vitesse ou chemin parcouru dans une seconde; A la surfacf de la partie immergée de l'aube verticale; V la Yitesse du courant à la surface; v la vitesse du milieu de la partie immergée de l'aube verticale.
Dans ce système de roues, la hauteur des aubes ne doit pas être moindre que O^as, ni plus grande que le 1/4 du rayon de la roue; leur écartement à la circonférence extérieure est égal à leur hauteur.
La vitesse au centre des aubes de la roue égale moyennement les 0,4 de celle de Peau à la surface du courant.
I /effet utile de ces roues est d'environ 0,30 de l'effet théorique.
En représentant par L la largeur des aubes, et par h leur hauteur, on arrive à la formule suivante tirée de la première :
Turbines oa rones horizontales noyées. — On appelle turbines, des roues à axe vertical dont les palettes, ordinairement courbes, se meuvent par l'impulsion d'un filet d'eau qui, dirigé par des conduits directeurs sur ces courbes mobiles avec l'énergie de la vitesse due à la charge ou chute, fait alors tourner Taxe de la turbine. L'introduction de l'eau se fait par le centre, puis le liquide se projette obliquement en jets horizontaux, pour s'échapper à la circonférence extérieure de la roue.
D'après les expériences de M. Morin, les turbines centrifuges établies par M. Fourneyron rendent en effet utile les O^TO à ©"TS de Teffet moteur.
Ces nouvelles roues, qui occupent peu de place, pèsent peu et tournent noyées dans l'eau à une grande profondeur et à toutes vitesses, peuvent être en usage pour les petites comme pour les grandes chutes.
La relation E**= — est l'expression de l'effet utile en
kilogrammètres des turbines Fourneyron, lorsque le nombre de
tours de la turbine est compris entre ' et A^—t V étant la vi-
tesse due à la chute totale, et R le rayon extérieur de la turbine, lorsque la levée de la vanne atteint les 2/3 de la hauteur de la turbine.
On détermine le diamètre intérieur des turbines centrifuges en
DE L'iNGÉNiEL'R-CONSTnUCTEUn. 1 4S
multipliant le 1/4 ou le 1/5 de la vitesse due à la chute totale par 785,4^ puis on divisa le volume d'eau à dépenser exprimé en litres par le produit obtenu, et on extrait la racine carrée du quotient.
Exemple. — Supposons une chute de 2" 20, et une dépense d'eau de 800 litres par seconde. On trouve que la vitesse due à une hauteur de chute d'eau de 2"" 20 = 6" 570.
On a alors — t — = 1,642, et — - — = 1,314.
Et par suiteLc? = l/^ -— — — - = 0»787,
OU d= \/ = 0°'874.
Tel est le diamètre intérieur du réservoir cylindrique qui surmonte la turbine. On ajoute 4 à 5 centimètres pour le diamètre intérieur de celle-ci, ce qui donne : d' = 0"'82 à O^Ql.
Le diamètre extérieur est égal au diamètre intérieur multiplié par 1,25 à 1,45, et devient : d'^ = 1»025 à 1-189; '
ou c?"= l" 137 à 1" 319.
La hauteur des aubes est habituellement le 1/5 ou le 1/4 au plus du rayon intérieur de la couronne.
Les aubes étant de foroae cylindrique, leur naissance est normale aux conductrices fixes qui dirigent l'eau vers elles, et forme, pour de faibles dépenses d'eau, des angles de 68 à 70" avec la circonférence intérieure de la roue ; c'est-à-dire que l'extrémité des conductrices forme avec cette circonférence un angle de 20 à 22° ; lorsque les dépenses sont considérables, cet angle peut s'élever de 30 à 40*; ainsi, pour une dépense de 6 à 700 lities, il a été reconnu qu'il fallait un angle de 30" environ.
Pour le maximum de l'effet utile, la vitesse de la turbine doit ètie égale à environ 0,70 de celle de l'eau. L'écartement des aubes, compté sur la circonférence intérieure, est à peu près égal à la distance des plateaux de la turbine; toutefois, cet écartement n'excède pas 18 à 20 centimètres; les distances intérieure et extérieure des aubes sont d'ailleurs dans le rapport des diamètres de la roue.
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DE l'ingénieur-çonstructeur. 447
