Machine a vapeur 2kW : des plans ?

[fredcoach]

Merci beaucoup Dudulle pour le lien, ça a l'air passionnant, il va m'occuper quelque temps...

 

[Mecapower]

Il y a un schéma ici : http://biofuelsacademy.org/index.html?p=476.html

Avec une gazéification à contre courant : La chaleur de la combustion traverse le tas de bois, la température décroit au fur et à mesure , tout en décomposant le bois. Le taux de goudrons est important.
Avec une gazéification co courant : L'air traverse le bois puis sort par la zone de pyrolyse, qui est la plus chaude. Les goudrons sont décomposés, et il n'en reste presque pas sur la sortie gaz.
Le gaz produit entre ensuite dans la chambre de combustion secondaire, où l'on va trouver l'échangeur à eau.

En pièce jointe une capture d'écran de la composition des fumées, selon le schéma du gazogène :

Voir la pièce jointe 758508

Pour réguler ce type de chaudière :
Le débit d'air primaire fixe automatiquement le débit de gaz, donc la puissance.
Le débit d'air secondaire est régulée soit par une mesure d'O2 sur la fumée, soit par la température dans le foyer.
On peut aussi imposer un débit calculé, d'après le débit primaire.

Je me chauffe au bois depuis des années, mais c'est un systéme a chauffage central, j'ai une chaudière a bois a gazeification, avec un systéme electronique qui gére les entrées d'air primaire et secondaire, grace a une sonde lambda et T° des fumées et du corp de chauffe, ça marche plutot bien, je chauffe 4500 litres a 90° avec un bonne brouette de buches, je suis passé de 15 stéres par an quand j'avais un poéle et un insert, a 7 ou 8 avec ce système, et un chaleur mieux repartie dans la maison. J'ai dans l'idée de faire un echangeur à la sortie pour crée de la vapeur pour alimenter un moteur a vapeur, faire de la cogeneration en quelque sorte. j'ai une sortie des gaz a 150°, pour l'instant le seul soucis que j'ai suite a des essais c'est que ça condense sur l'echangeur et ça fini par faire un vernis dur a nettoyer..

 

[Dudulle]

si la sortie est à 150°C tu pourra produire une vapeur à 130/140°C au mieux, soit environ 3b.
A cette pression la machine a vapeur aura un rendement très faible.

 

[Mecapower]

Je peux utiliser ça pour préchauffer puis faire une boucle vers une partie plus chaude. Quel serait la température idéale?

Autre question, les systèmes compound, un truc m'échappe, entre trois pistons qui changes de diamètre pour s'adapter a la pression, ou un mono a course longue qui en fin de course n'a quasi plus de pression residuelle? soucis de refroidissement?

 

[Dudulle]

La réchauffe des condensats va améliorer le rendement en effet, mais de très peu, le plus gros de l’énergie est consommé par le changement d'état.
En ce qui concerne le système compound :
Imaginons que l'on envoie de la vapeur à 20b dans une chambre. Le piston est poussé, puis un peu avant la fin de course on ferme l'alimentation et on ouvre l'échappement. La chambre contient toujours une vapeur à 20b, et plutôt que de la rejeter à l'extérieur on peut la détendre vers une autre chambre travaillant à une pression plus faible (par exemple 7b). Pour conserver une force similaire on travaille avec un piston de plus grande section.

En ce qui concerne un piston à longue course : On introduit l'alimentation haute pression sur une petite partie de la course du piston.
Au fur et à mesure de la course la vapeur se détend, la pression (et donc la force de poussée) diminue.

Tu peux essayer de modifier les valeurs sur la feuille de calcul que j'avais posté au message #176 de ce fil pour voir l'influence de la pression en entrée et à l'échappement. J'y prend en compte un cas idéalisé (entrée à la pression de chaudière et rejet à pression atmosphérique) mais ça donne une idée de l'influence de la température sur le rendement.

 

[Plastoc231]

La recherche d'amélioration du rendement des locos vapeur a donné lieu a des travaux poussés dans les années 1930 1940 comme dans ce rapport: http://users.fini.net/~bersano/francais-french/Misc-RGCF/1932-1934-PLM-241B1.pdf
On y apprend entre autre que pour produire 1 CV/h il fallait bruler 1kg de charbon a l'heure....

 

[KITE]

Superbe document !
Merci @Plastoc231.

 

[Alex31]

produire 1 CV/h il fallait bruler 1kg de charbon a l'heure....

Et 1kg de charbon c'est environ 7 à 10kw d'energie
Donc rendement pas terrible, sauf si on utilise de la chaleur gratuite

 

[Dudulle]

La recherche d'amélioration du rendement des locos vapeur a donné lieu a des travaux poussés dans les années 1930 1940 comme dans ce rapport: http://users.fini.net/~bersano/francais-french/Misc-RGCF/1932-1934-PLM-241B1.pdf
On y apprend entre autre que pour produire 1 CV/h il fallait bruler 1kg de charbon a l'heure....

C'est plutôt 1 CVh (une puissance de 1 cheval pendant 1h), ce qui correspond à 0.74 kWh
1kg de charbon correspond à un PCI de 9 kWh, soit un rendement de 8.2 %

Il faudrait voir la pression et la surchauffe, mais la valeur semble cohérente.
Il est intéressant de comparer avec un générateur à base de modules peltiers, qui atteint un peu plus de 5%, sans les complications liées au fonctionnement de la machine à vapeur.