Énergie hydroélectrique - Pompe à bélier hydraulique
Une pompe à bélier hydraulique fonctionne selon les lois de base de la physique pour soulever l'eau contre l'attraction gravitationnelle à une hauteur plus élevée que celle de la source. Cette pompe fonctionne sans aucune source d'énergie externe telle que la combustion de carburant. La seule énergie est l'énergie cinétique de l'eau pompée. Plus la tête est élevée, plus la distance pompée est élevée.
Comment ça fonctionne?
Pour comprendre le fonctionnement de la pompe à bélier, il est important de connaître le principe des coups de bélier.
Fluid hammer- L'effet de coup de bélier se produit lorsqu'un fluide (dans ce cas de l'eau) est arrêté de force ou que sa direction change brusquement. Un choc de pression se produit et l'onde est renvoyée à la source du fluide. Cela pourrait être un phénomène dangereux provoquant l'éclatement ou l'effondrement des pneus et des tuyaux.
L'eau s'écoule dans la pompe par l'entrée (5) avec une certaine énergie cinétique de la tête et ferme la vanne (6).
Avec 6 fermés et 3 initialement fermés, l'eau développe un bourdonnement d'eau qui fait monter la pression dans le tuyau et ouvre la vanne (3) envoyant de l'eau par la sortie (1).
Étant donné que le débit est en montée, l'eau coule lentement et retombe brièvement en fermant 3.
Le coup de bélier s'accumule et se réplique à travers le tuyau, produisant une force d'aspiration qui ouvre la soupape d'évacuation 6.
Le processus est répété avec une montée en pression à chaque fois.
L'étiquette 2 est un régulateur de pression contenant de l'air. Il amortit le choc à chaque fois que 6 se rapproche et que l'eau est poussée à travers 3. Il aide à protéger la tuyauterie contre les chocs qui pourraient entraîner une explosion et à favoriser l'effet de pompage. Le bélier est efficace de 60 à 80%. Cela ne reflète pas directement le rapport d'eau pompée car il dépend de la hauteur verticale de l'eau pompée. En d'autres termes, il s'agit de l'efficacité de l'effet de pompage en énergie de l'effet hummer de l'eau.
Exemple résolu 1
Calculez la puissance estimée pour une turbine dont l'efficacité est de 85%. Le débit de la rivière est de 80 mètres cubes par seconde et la prise d'eau est située à 147 mètres de l'emplacement des turbines du générateur.
Solution -
La puissance est donnée par W = efficacité * hauteur * débit * densité * gravité
En convertissant la densité spécifique de l'eau en unités SI, nous obtenons 1000kgm -3
Remplacer les valeurs dans la formule -
P = 0,85 * 1000 * 80 * 9,81 * 147
P = 97 méga watts
Exemple résolu 2
Étant donné que la puissance réelle reçue un jour donné était de 1 440 000 kWh; calculer le rendement du générateur. Supposons que la gravité soit de 9,81 ms -2 . Densité spécifique de l'eau 1 gcm -3 .
Solution -
Donné: 1 jour d'approvisionnement = 288000 kWh
Puissance = 1440000/24
= 60 mW
Efficacité = alimentation / puissance attendue * 100
= 60/97 * 100
Le système est efficace à 66,67%.