THERMODYNAMIQUE T200D - Unité d'étude turbine a gaz biarbre
1. Généralités L’unité est constituée d'un bâti en acier muni de roulettes, d'un panneau à sérigraphie intégrant les instruments de mesure ainsi que d'une base sur laquelle sont installés les principaux composants : la chambre de combustion, le groupe turbocompresseur, la turbine de puissance et l’alternateur. Les gaz brûlés, produits par la combustion du mélange air comprimé/gaz, se détendent d'abord à travers la turbine du groupe turbocompresseur afin de débiter l'énergie nécessaire pour comprimer l'air, ensuite à travers la turbine de puissance, reliée à l'alternateur par courroie crantée. L’énergie électrique engendrée par l'alternateur est dissipée sur charge ohmique. Le groupe est livré avec un manuel très exhaustif, qui décrit chaque composant de l'unité, les modalités d'installation et d'utilisation, outre de nombreuses expériences didactiques accompagnées de leurs résultats expérimentaux. L’unité est disponible en deux versions : • •
T200D (Code 957410) – Unité de base en version manuelle. T200D/C (Code 957411) – Unité assistée par ordinateur permettant, grâce à des transducteurs électroniques et au logiciel spécialement prévu à cet effet, d'afficher à l'écran d'un PC et/ou d'imprimer les tableaux des résultats et les diagrammes des expériences.
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2. Composition L’unité de base en version manuelle T200D (Code 957410) est ainsi constituée: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Turbine de puissance, 2.000÷23.000 tr/mn, accouplée par courroie crantée à un alternateur de 1 kW à 3.300 tr/mn Groupe turbocompresseur, 30.000÷50.000 tr/mn, rapport volumétrique environ 2:1 Chambre de combustion pour le mélange de gaz propane/butane de la bouteille Bougie d'allumage Clapet de réglage du débit de gaz Ventilateur auxiliaire de mise en marche Pompe à huile Filtre à huile Réservoir à huile, capacité 20 l Echangeur thermique eau/huile Ampèremètre numérique Voltmètre numérique N. 2 compte-tours numériques N. 6 manomètres Manomètre en "U" Débitmètre du gaz N. 2 indicateurs numériques de température (trois lectures chacun) Filtre à air Tuyau d'échappement du gaz Bâti sur roulettes avec panneau à sérigraphie
L’unité assistée par ordinateur T200D/C (Cod. 957411) est ainsi constituée: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Turbine de puissance, 2.000÷23.000 tr/mn, accouplée par courroie crantée à un alternateur de 1 kW à 3.300 tr/mn Groupe turbocompresseur, 30.000÷50.000 tr/mn, rapport volumétrique environ 2:1 Chambre de combustion pour le mélange de gaz propane/butane de la bouteille Bougie d'allumage Clapet de réglage du débit de gaz Ventilateur auxiliaire de mise en marche Pompe à huile Filtre à huile Réservoir à huile, capacité 20 l Echangeur thermique eau/huile Ampèremètre numérique avec convertisseur de signal Voltmètre numérique avec convertisseur de signal N. 2 compte-tours numériques avec convertisseur de signal N. 5 manomètres avec convertisseur de pression/courant Manomètre de contrôle pression huile lubrifiante Transducteur de pression différentielle pour mesurer le débit d'air, avec indicateur numérique Débitmètre du gaz avec convertisseur de signal N. 6 indicateurs numériques de température avec convertisseur de signal Filtre à air d'entrée Tuyau d'échappement du gaz Bâti sur roulettes avec panneau à sérigraphie Unité d'alimentation, conditionnement des signaux et conversion A/N Logiciel d'analyse et d'acquisition des données pour Windows
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Fig. 1- Puissance développée en fonction de la vitesse de la Fig. 2- Rendement du cycle idéal en fonction de la vitesse de la turbine de puissance turbine de puissance 3. Expériences réalisables • • • • • • • • • •
Etude d'un cycle de Joule-Brayton Etude d'une installation à échelle réduite pour la production d'énergie électrique par turbine à gaz Etude des modalités de démarrage d'une turbine à gaz Mesure du débit d'air aspiré en fonction du nombre de tours du turbocompresseur Evolution de la pression et de la température dans la chambre de combustion en fonction du nombre de tours du turbocompresseur Calcul de la consommation spécifique en fonction du nombre de tours du turbocompresseur Calcul du rendement en fonction du nombre de tours du turbocompresseur Evolution de la puissance développée en fonction de la vitesse de la turbine de puissance Variation de la puissance développée en fonction de la variation des paramètres d’entrée Systèmes de sécurité pour le fonctionnement d'une turbine à gaz
3. Services nécessaires • • •
Alimentation électrique: 220/380 V triphasée, 50-60 Hz ; 3 kW Alimentation en gaz propane/butane: par bouteille, pression minimum 5 bars Alimentation en eau: par réseau
4. Poids et dimensions • •
Dimensions: 1800 x 780 x 1820 h mm Poids: 350 kg
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I
GAS INLET
t1
t2
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B
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D A
C
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F
H 2O
H p
G
T200D – Schéma synoptique A. B. C. D. E. F. G. H. I. U. t. p.
Ventilateur auxiliaire Filtre à air d'entrée Turbocompresseur avec compte-tours Chambre de combustion Turbine de puissance avec compte-tours Alternateur avec indicateur de courant/tension Réservoir à huile et circuit de lubrification Thermostat de sécurité Débitmètre gaz Manomètre pression différentielle Indicateurs de température Indicateurs de pression
Cod. R00550/F 1203 Ed. 01 Rev. 02
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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