loco FlashJac sur les rails

[jacques987]

Bonjour,

A la suite d'essais pompeusement (à cause de la pompe ?) appelés « flash steam et semi-flash steam » que vous avez pu suivre, une réalisation qui donne un résultat appréciable puisqu'on n'a plus – hantise de bien des « vaporistes » – de chaudière classique à construire.

Le cœur du système : un serpentin de 1,15 m en tube de cuivre de 2 x 3 qu'il faudrait nommer « chaudière monotube ».




L'ensemble à tester : le wagon emmène une pompe (moteur électrique) alimentée par un réservoir double (environ 150 ml) ; fonctionnement à jet continu pour alimenter un réservoir-tampon installé sur la loco et qui régule le jet tout en apportant une légère surpression (moins de 0,5 bar). L'eau de ce réservoir est envoyée vers une vanne de type vanne-gaz qui injecte une faible dose au serpentin (environ 3 à 4 ml par minute) au serpentin. Ce dernier chauffé va envoyer de la vapeur au moteur (oscillant simple effet de 0,46 cm3). Un graisseur à déplacement l'aide dans cette tâche difficile …
A noter que la longueur du serpentin pourrait convenir à une cylindrée plus importante (0,75 cm3) pour un fonctionnement à 2 bars.



L'essai : malgré la faible cylindrée et une masse respectable de 1,8 kg, cela fonctionne à une vitesse réaliste en acceptant un inverseur qui permet la marche avant et la marche arrière ainsi, pour le démarrage, que le débrayage.

https://www.youtube.com/watch?v=VM2U_MZKKDk

A suivre en donnant à la FlashJac une robe digne d'elle ...

[Malevthi]

Bonsoir et bravo Jacques
Il est rare de voir une installation à vaporisation instantanée fonctionner réellement. Tu as su aller jusqu'au bout en corrigeant et réessayant. Le partage a permis de recueillir les avis, critiques et idées.
On connait certains exploits outre-Manche, mais avec des pressions phénoménales et une durée très limitée. Ici on trouve, une pression très banale qui fait tourner un moteur simple et commun avec pourtant une bonne vigueur et efficacité.
Voila la nouveauté !
Merci pour ta persévérance.

[Nounours67]

[jacques987]

Bonsoir,

Merci pour l'accueil de ma petite dernière.

En fait , l'usage de ce procédé qui permet en peu de temps (bien moins d'une heure) de fabriquer une "chaudière" doit permettre d'explorer d'autres types de réalisations à tout un chacun.
De plus on voit qu'on peut se contenter du moteur oscillant et d'un graisseur banal. Mais il est vrai que cela n'a rien à voir avec les réalisations d' Outre-Manche ou de James Suzor. L'essentiel n'est-il pas de se faire plaisir ?

L'idéal serait de pouvoir s'affranchir de ce moteur électrique de pompe mais là, ce n'est pas évident ... J'en rêve ...

[Zéphyrin]

Voilà un projet original qui se finalise bien, bravo...
3 à 4 ml d'eau par minute pour un moteur de 0.46 cm3 à 1.5 bar, ça parait beaucoup, est tu sûr qu'un peu d'eau ne reste pas dans le monotube ?

[Malevthi]

L'idéal serait de pouvoir s'affranchir de ce moteur électrique de pompe mais là, ce n'est pas évident ... J'en rêve ...

Un réservoir d'eau pressurisé, remplacerait la pompe ... Encore des expériences en vue

[jacques987]

Bonsoir,

3 à 4 ml d'eau par minute pour un moteur de 0.46 cm3 à 1.5 bar

Là je me base sur les premiers essais qui voisinaient les 3 ml et comme j'ai rallongé le serpentin ...(peut-être pas critique !) Par contre, après un démontage complet suivi évidemment d'un remontage, un essai pour vérifier et là, j'ai encore beaucoup à apprendre sur l'utilisation de ce montage : après le démarrage et une fois l'ensemble bien chaud, je peux réduire l'ouverture de la vanne à un strict minimum, la pompe peine davantage, la vitesse du moteur s'accroît (paradoxal) mais le réservoir-tampon ne quitte par 0.5 bar ! Et plus aucune gouttelette d'eau à la sortie de l'échappement. Donc consommation d'eau par le moteur probablement réduite.
Par contre, je ne sais pas à combien je tourne, vu la masse emmenée on doit se trouver à 2 bars ...

Un réservoir d'eau pressurisé, remplacerait la pompe

Mais dans ce cas on en reviendrait au premier montage qui fonctionne mais qui, pour moi, présente l'inconvénient de la mise sous pression même si on utilise le compresseur.

J'ai déjà fait un essai en essayant d'entraîner la pompe par le moteur, essai qui a foiré pour deux raisons :
. si grâce à une démultiplication on peut facilement emmener la loco, accoupler en plus la pompe qui à un moment se met à peiner, bloquera le système ou alors il faudrait avoir un moteur beaucoup plus puissant, un serpentin plus long, ... tout à recalculer.
. de toute manière en faisant tourner le moteur à la main, on n'arrive pas à injecter le chouia d'eau nécessaire et sous légère pression pour faire démarrer le moteur.

Reste mon dernier rêve que je vais essayer de réaliser:
. prévoir deux démultiplications : l'une réductrice sur le moteur pour entraîner un engin ou des pales; l'autre multiplicatrice sur le nouvel axe obtenu qui redonnera un peu plus de tours par minute pour contenter la pompe. Cet axe devrait absorber plus facilement les caprices de la pompe que l'axe moteur. Là je suis incapable de mesurer les incidences sur le moteur de ce montage : donc expérimentation.
. construire une pompe manuelle pour assurer le remplissage du réservoir-tampon, sa mise sous pression et démarrer le moteur. Après ... ça marche ou on passe à autre chose (des rêves j'en ai une dizaine qui m'attendent et se demandent dans quelle galère je me suis engagé).

Il est donc probable que je vais retarder les finitions de la loco et en utiliser les éléments pour essayer ce montage.

[Zéphyrin]

Si la vitesse du moteur augmente lorsque tu diminues l'admission d'eau dans le serpentin, je supposerais que la pression de vapeur à la sortie augmente... mais on ne voit pas pourquoi la pompe peine plus si la pression du tampon est stable.
avec la vapeur rien n'est simple !

[maximus]

Bonjour,

Jacques, tu va vulgariser le flash steam

[jacques987]

Bonsoir,

François, il y a (peut-être) une explication aux déboires de ma pompe : sa pile a perdu beaucoup de son voltage. Je viens de la tester et elle n'est plus qu'à 1.2 volts ... C'est un peu le problème du système : il faut changer de pile fréquemment.

"Vulgariser la flash-steam" , Max ? C'est gentil mais je suis certain que ce montage n'est pas neuf.

[metal89]

Je lis avec intérêt les aventures de notre Jacques à la découverte de Flash land.
Quelques remarques incidentes :
- Contrairement aux turbopompes, les pompes volumétriques, dont font partie nos bonnes vielles pompes piston-clapet, génèrent un débit mais ne génèrent aucune pression. C'est le circuit en aval de la pompe volumétrique qui va imposer la pression. Si la puissance motrice est suffisante on peut ainsi atteindre des pressions très élevées. Dans notre cas il faut donc une pompe qui génère un débit plus important que celui consommé par le moteur pour voir une pression suffisante s'établir.
Dans les faits une installation Flash steam civilisée va fonctionner en pression variable par une variation du débit de pompe. Mais on est cependant limité par la capacité de l'échangeur thermique, le serpentin ; il ne s'agit ni d'envoyer de l'eau tiède dans le moteur (surdébit pompe) ni de la vapeur basse pression très surchauffée (débit trop faible). Il y a donc pas mal d'essais à accepter en jouant sur les deux paramètres directeurs : débit pression-puissance au brûleur. Le système est très complexe car une augmentation de pression entraînera à charge résistante constante une augmentation de la vitesse du moteur, donc de sa consommation, donc in fine une baisse de pression.
- les échangeurs flash steam, serpentin ou apparenté, sont pour une grande part des échangeurs à rayonnement plus qu' à convection (échange via les gaz chauds), d'où l'intérêt des brûleurs céramique ou en compétition des torches à pétrole gazéifié.
Le champ est ouvert pour les téméraires et les innovateurs. L'électronique numérique, comme l'Arduino, ouvre des possibilités de pilotage et de mesure autrefois inaccessibles à ceux qui nous ont précédé.

En tout cas la réalisation de Jacques est à ma connaissance une première en voie de 45mm . Bravo!

[berola]

Bonjour

Je lis dans le post précédent des affirmations .........étonnantes !

" nos bonnes vielles pompes piston-clapet, génèrent un débit mais ne génèrent aucune pression"

toutes les pompes capables de monter en pression quelque soit leur conception se comportent de cette façon !

[Malevthi]

Je suis moi aussi surpris par cette affirmation. Les pompes manuelles d'essai de pression sont à pistons-clapets et montent à de très fortes pressions, le débit étant très minime.
Il y a peut-être un malentendu ?

[Zéphyrin]

je pense qu'il s'agit d'une pompe alimentant un circuit ouvert, donc la pression ne monte pas si le débit de la pompe compense la consommation d'eau, ce qui n'est pas une surprise.
la pompe d'alimentation d'une chaudière ne fait pas monter la pression, sauf si le débit est énorme, on se rapproche d'un test de chaudière ! mais je ne suis pas sûr que j'ai tout compris...

[metal89]

C'est un peu contre-intuitif, mais on dit à peu près tous la même chose.
- Si une pompe volumétrique débite à l'air libre la pression de l'eau en sortie est nulle (en fait égale à la pression atmosphérique)
- Si on lui met en aval de sa sortie une vanne ou un circuit hydraulique, pour autant qu'on dispose d'une force motrice suffisante, elle va avoir le même débit mais la pression en amont de la vanne et dans le corps de pompe va augmenter. Avec une motorisation suffisante, le débit d'une pompe volumétrique est indépendant de la pression en aval de sa sortie.

http://www.azprocede.fr/Cours_GC/pompe_ ... ction.html

Donc dans le cas du Flash steam le moteur est en quelque sorte une vanne de restriction de débit ; la pompe va générer la pression souhaitée en produisant un débit supérieur au débit consommé par le moteur. Il suffit de prendre les ratios de démultiplication en flash steam, en général 1:5 à 1:7 et les cylindrées des pompes, pour voir qu'elles ont un débit massique très élevé.

L'explication mériterait bien sûr quelques raffinements car histoire de nous compliquer la vie on fonctionne en diphasique Eau (liquide)- vapeur (gaz) , mais on peut considérer que l'eau étant incompressible agit comme un piston liquide. Donc de mon point de vue la pompe et son réglage sont des clés prioritaires d'un bon fonctionnement. L'échangeur (serpentin) ayant une capacité d'échange limitée la plage de réglage, pour une échangeur donné, ne sera pas très large.

Dans une chaudière classique c'est la restriction de volume, eu égard à la température du fluide, qui génère la pression de service. Ce n'est pas le cas des chaudières monotube monopasse (serpentin) qui sont utilisées en flash steam, la réserve de vaporisation étant étant quasi nulle (c'est d'ailleurs ce qui est recherché).

C'est en tout cas ce que j'ai compris.