mini chaudière verticale à tubes de fumée

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mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacques987 le Mar 22 Sep 2015 - 8:15

Bonjour,

Une nouvelle mini chaudière à tubes de fumée cette fois et testée à 6 bars pour une utilisation prévue à 2.


A l’intérieur 30 tubes de 3 x 4 et 1 de 13 x 15 ce qui porte la surface de chauffe à 2 dm².


Un premier essai avec le mini-champignon de gauche et on atteint 1 bar en 4 minutes, 2 en 6 et 3 en 7.
A suivre en situation.
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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par KBIO le Mar 22 Sep 2015 - 12:41

hello Hello!
Elle est petite et mignonne comme tout! oui
Et avec une telle surface dans un si petit volume, elle va produire de la vapeur! génial
La prochaine, tu l'as fait en pendentif??? rit
Cordialement. bonjour

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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacques987 le Mer 23 Sep 2015 - 5:50

Le pendentif est une idée pour le Grand Nord à côté du baril de rhum. Le minimum pour se faire un grog ... oops
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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacky241 le Mer 23 Sep 2015 - 8:51

bonjour à tous,
toute mignonne cette petite chaudière , l'idée de multiplier les tubes à fumée est évidement logique pour augmenter la surface d'échange avec l'eau et à mon sens en poussant ce raisonnement à l’extrême on obtient une chaudière inexploitable.
dans la pratique nous nous apercevons rapidement que le volume d'eau est capital pour la stabilité de la température de la vapeur et donc de la pression disponible , vouloir absolument chauffer très fort est parfois  plus néfaste que bénéfique.
pour l'avoir démontré sur deux chaudières à tubes à fumée ( horizontales) de même capacité
avec un foyer de dimensions sensiblement identique , la réduction du nombre de tubes ( passant de 9 à 5) qui était sensé diminuer la production de vapeur  a provoqué un effet largement bénéfique sur gestion de l'alimentation en eau de l'ensemble sans nuire au besoin en vapeur de mon ensemble.
cette expérience m'a vraiment fait prendre conscience que la chaudière doit être calculée en fonction du besoin du moteur et que trop souvent il y a une disproportion flagrante entre ces deux éléments.
j'ai malheureusement vécu une expérience douloureuse mais très enrichissante avec la réalisation d'une petite locomotive à l'échelle 1/20è qui paraissait séduisante au débutant que j'étais à l'époque
cette machine est certes capable de fonctionner quelques minutes sans problèmes mais la conduite dans la durée est extrêmement délicate à cause d'une disproportion évidente de la production de vapeur par rapport au besoin des moteurs
ceci dit faisons nous plaisir avant tout , il n'y a que celà d'important
cordialement
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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par KBIO le Mer 23 Sep 2015 - 9:31

hello Hello!
Je te rejoins sur ton raisonnement Jacky. J'ai eu le même cas. Le mieux étant l’ennemie du bien.
Chauffer trop de ferraille par rapport au volume d'eau disponible est difficile à gérer avec une alimentation (plus ou moins) continue.
Il faut , je pense , un bon volume tampon qui a suffisamment d'inertie.
Voyons voir ce qu'en pensent nos confrères, afin de profiter de leurs expériences.
Bonne journée. bye

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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacques987 le Sam 26 Sep 2015 - 5:52

Bonjour,

C'est vrai que je m'amuse. Si ce n'était pas le cas, il y aurait belle lurette que je serais passé à autre chose ... Pourtant, je ne fais pas n'importe quoi même si mes recherches sont souvent expérimentales.
Il est vrai que pour cette chaudière prévue pour un moteur de 1 cm3, j'aurais pu réduire le nombre de tubes sur la couronne intérieure de 7 ou 8 en gardant une surface de chauffe suffisante jusqu'au niveau de sécurité.
En lisant les réponses, je me suis dit que j'avais peut-être tout faux et en envisageais une autre avec 6 tubes de 6 x8.
Petits calculs cependant avant d'abandonner pour voir l'incidence de la masse de la chaudière.
Qu'en est-il ?
. si je remplace les 30 tubes de 3 x 4 par 6 tubes de 6 x 8, le gain est d'environ 90 grammes sur un total précédent de 300. Pas négligeable !
. à 2 bars manos, on obtient donc 2 résultats différents pour le calcul du pouvoir calorifique nécessaire ; pour chauffer et maintenir la chaudière on passe
de 1 ou Q = 0.3 x 0.38 x 108 = 12.312 Kj le cas actuel
à  2 ou Q = 0.21 x 0.38 x 108 = 8.618 Kj et cela semble important !
. pour l'eau, ça ne change pas (25.732 Kj)

Si on continue les calculs dont je vous fais grâce, la puissance du brûleur devra être pour le cas 1 de 338 Wh et pour le cas 2 de 305 Wh. Et la différence est presque négligeable !

Il ne s'agit pas de "chauffer à mort" une surface de chauffe inférieure aux besoins du moteur (son choix préalable est déterminant : cylindrée,vitesse, pression d'utilisation) mais de permettre avec le brûleur adapté de reconstituer au fur et à mesure de la consommation du moteur la vapeur dans la chaudière à la bonne pression d'utilisation.
Ici, un avantage des verticales sur les horizontales : la surface d'échange reste toujours la même.


Ainsi le premier essai effectué avec le petit brûleur champignon, tout en étant prometteur, ne convenait pas au moteur de 1 cm3 choisi : passer de 1 bar à 2 en 2 minutes était trop long pour envisager une reconstitution de la vapeur à la même pression . En fait ce brûleur ne doit pas dépasser les 150 Wh.

Alors nouvel essai avec cette fois un brûleur céramique pas même réglé (donc pas vraiment rouge) qui fait passer de 1 à 2 bars en moins de 40 secondes.
Sur la vidéo montage olé-olé d'un moteur de 2 cm3 avec graisseur (le premier n'en a pas encore). Le démarrage se fait à moins de 3 bars (ouverture de la soupape pré-réglée) et ça se stabilise à 2.2 bars. Essai de 5 minutes environ, vidéo prise en fin d'expérience.



Je garde donc la chaudière ... oui
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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacky241 le Sam 26 Sep 2015 - 7:36

bonjour  à tous,

je ne crois pas que la surface d'échange soit constante sur une chaudière verticale mais plutôt le contraire puisque le faisceau de tubes est toujours immergé sur une horizontale !

belle démonstration que rien ne remplace les tests en situation et que cela devrait être la finalité de nos travaux
la vidéo n'est pas accessible pour moi ?
cordialement
jacky
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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par KBIO le Sam 26 Sep 2015 - 8:09

hello Hello!
Le raisonnement tient la route, et la différence de consommation en gaz pour chauffer le cuivre ne va pas déstabiliser le marché. La vaporisation de l'eau demandant plus d'énergie que pour la chauffe du cuivre. Ton calcul nous démontrant qu'il en faut 2 fois plus.
A cette échelle, et avec ce bruleur, la machine aura son compte; Ta vidéo le prouve. génial

je ne crois pas que la surface d'échange soit constante sur une chaudière verticale mais plutôt le contraire puisque le faisceau de tubes est toujours immergé sur une horizontale !
Au fur et à mesure que le niveau d'eau descend, il est toujours chauffé sur toute sa hauteur, même si on chauffe de la ferraille au-dessus. Le rapport d'échange ne changeant pas (+/-) , la quantité d'eau à chauffer: oui!
Comme tu as prévu un volume tampon en fin de chauffe, tu ne devrais pas chauffer à sec et c'est le principal.
Continue à nous éclairer. oui
Merci et bien cordialement! bye



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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par KBIO le Sam 26 Sep 2015 - 12:12

hello
Ce que je veux dire, mais je m'exprime très mal et je compte sur vous pour me corriger! oui
Dans la chaudière verticale, le rapport de la masse de ferraille à chauffer, augmente quand le niveau d'eau diminue.
On chauffe des parties à sec, alors que dans l'horizontale, on a toujours le foyer de chauffe dans l'eau.Ce qui n’ôte rien au rendement et aux qualités de la verticale.
C'est pas tout à fait ça que je veux dire, mais vous allez me le dire. joker joker
C'est l'heure de l'apéro et mes facultés mentales déclinent avec le manque de sucre! oops
Cordialement. bonjour


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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacques987 le Dim 27 Sep 2015 - 6:44

Bonsoir,
Faut-il se polariser sur la masse de la chaudière ?
Une fois arrivée à bonne température, elle le restera si le brûleur est adapté.
Cependant il est vrai qu'en diminuant cette masse, la puissance du brûleur à utiliser diminue ainsi que la consommation de gaz. Ce qui explique probablement l'usinage qu'opèrent certains pour diminuer l'épaisseur du tube de la chaudière.
La grosse variante est celle de l'eau embarquée.
En début d'utilisation de la chaudière, tout est équilibré. Cependant le volume d'eau diminue et le brûleur va devenir trop puissant car il continue à débiter comme lors de la phase initiale. Presque le double lorsqu'on arrivera au niveau bas de sécurité (Léonard Suykens). Ce qui justifie, sur les bateaux notamment, l'emploi d'un régulateur de gaz ou, pourquoi pas,  d'une pompe.
Pour mes petites chaudières auxquelles je demande de fonctionner une dizaine de minutes au maximum, ce n'est pas gênant, mais la pompe est une solution à laquelle je pense pour assurer un niveau plus ou moins constant.

Pour la surface d'échange (j'aurais dû dire la surface d'évaporation), on ne doit pas évoquer la même chose. Comme j'en suis à l'apéro, j'observe mon verre cylindrique et vertical (encore heureux). A chaque lampée, le niveau diminue mais la surface du liquide reste constante santé . Si j'y plonge une paille verticalement, la surface restera identique diminuée de la surface de la paille.
Pas la même chose pour une horizontale. Au début, la surface d'évaporation située aux 3/4 du remplissage est inférieure à celle de la surface quand on atteint le milieu de la chaudière.

Pour terminer, il me faut signaler une erreur carton rouge
Quand j'ai refait mes calculs pour une autre chaudière (6 tubes de 6 x 8) j'ai omis de refaire le calcul de la capacité de la chaudière. Alors que dans le premier cas elle était (aux 3/4) de 57 cm3, elle passerait à 70 !.
Et pour l'eau tout change : Q = 0.07 x 4.18 x 108 = 31.6 Kj.
En poursuivant les calculs, on arrive à un brûleur de 356 Wh.
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Re: mini chaudière verticale à tubes de fumée

Message par jacques987 le Dim 4 Oct 2015 - 2:45

Voici un autre essai avec un moteur de 1 cm3 qui la valide, pour moi : 10 minutes de fonctionnement à 0.5 bar, 50 cl de consommation.
Il est suivi d’un autre à 1.2 bar pendant 5 minutes avec 30 cl de consommation.



Pour elle, un brûleur spécifique :
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