force de trainée

[ahotep]

Bonjour,

j'aurai besoin d'un éclaircissement :

quand on dit force de trainée, on pense à

F = (Cx*ro*S*V²)/2

où Cx = coeff de trainée
ro = masse volumique de l'air en kg/m³
V = vitesse en m/s
S = surface en m²
F en N

mais je viens de trouver cela aussi

F = (2*T)/(n*r)

où T = couple en Nm
n = nombre de pales
r = rayon de l'hélice en m

ici , à la page 13
http://lgppwww.epfl.ch/pdf/exercices...opropulseur%22


qu'en pensez vous ?

[jeanmiy]

Que ce n'est pas faux dans l'idée.

Le couple qui sert au calcul est celui fournit par le moteur pour mettre l'hélice en rotation au régime indiqué. Ce couple dépend des paramètres aérodynamiques des pales (profil, surface, surface frontale, densité de l'air, etc...)

Mais plutôt que de calculer cela, on lit la mesure de couple founit par le moteur... Et on approxime un rendement.

Donc tous les paramètres aéro sont dans le couple. Si tu veux tout calculer, ça va être coton...

Dans tous les cas, cette équation simplifiée se base sur quelques hypothèses dont il faut faire attention qu'elles soient réaliste ! Rendement de l'hélice, fiabilité de la mesure de couple, etc...

Par exemple, quand on augmente le nombre de pales, le rendement baisse car la pale suivante est génée par les remous de la pale précédente.

Le meillleur rendement est pour une hélice monopale (c'est vérifié et compréhensible...), et on a rarement vu des hélices à plus de 6 pales, car le rendement chute.

Il vaut mieux alors deux tripales contra-rotatives, ou augmenter le diamètre en diminuant le nombre de pales.

Gaffe aux hypothèses !

[ahotep]

Le couple qui sert au calcul est celui fournit par le moteur pour mettre l'hélice en rotation au régime indiqué. Ce couple dépend des paramètres aérodynamiques des pales (profil, surface, surface frontale, densité de l'air, etc...)

je ne peux pas utiliser le couple comme étant la puissance récupérée par mon hélice divisée par la vitesse de rotation de l'hélice ?

[robur71]

je ne peux pas utiliser le couple comme étant la puissance récupérée par mon hélice divisée par la vitesse de rotation de l'hélice ?

Bonsoir ahotep,
Peux-tu définir un peu plus précisément ce qui te préoccupe..

[ahotep]

Bonsoir ahotep,
Peux-tu définir un peu plus précisément ce qui te préoccupe..

ce qui me préoccupe est que le couple que j'utilise n'est pas celui du moteur pour mettre l'hélice en rotation mais celui de l'hélice tout simplement.
En fait j'aimerai être sure de pouvoir m'en servir, ce qui m'arrangerai pour déterminer l'influence du nombre de pales..
Pour renseignement supplémentaire, le problème ne se poserai pas si j'avais le Cx de ma pale, et vu qu'elle n'a pas un profil "commun" ben je suis bloquée..

[robur71]

ce qui me préoccupe est que le couple que j'utilise n'est pas celui du moteur pour mettre l'hélice en rotation mais celui de l'hélice tout simplement.
En fait j'aimerai être sure de pouvoir m'en servir, ce qui m'arrangerai pour déterminer l'influence du nombre de pales..
Pour renseignement supplémentaire, le problème ne se poserai pas si j'avais le Cx de ma pale, et vu qu'elle n'a pas un profil "commun" ben je suis bloquée..

Le petit croquis représente ce qui se passe sur une tranche de pale d’épaisseur dr située à r de l’axe.
U est la vitesse tangentielle de la tranche
U = Omega .r ( Omega vitesse angulaire )
W est la vitesse du vent, indépendante évidemment de r
V est la vitesse résultante, c’est la vitesse que « voit » la tranche de pale
TETA est l’angle que forme V et le plan de rotation YZ
i est l’angle d’incidence auquel on a décidé de faire travailler le profil .
dR est la résultante des forces aérodynamiques qui s’exercent sur la tranche de pale
dN et dT , les composantes qui peuvent se calculer à partir des coefficients Cz et Cx
( dN = 0.5.rho .dR .C.V² )
La contribution au couple de la tranche sera le produit du rayon local r ,par la projection de dR sur le plan de rotation .
Evidement Omega, V, C ( corde du profil ) varient en fonction du rayon, mais en utilisant un tableur...Ne seront pas pris en compte les phénomènes qui affectent les extrémités de pales…les résultats du calcul seront par conséquent " un peu " supérieurs à la réalité.

Quel est donc ce profil peu commun?

[robur71]

Ce croquis annule et remplace le précédent qui est faux ….

On y voit l’intérêt de choisir un profil a Cz / Cx élevé

[jeanmiy]

ce qui me préoccupe est que le couple que j'utilise n'est pas celui du moteur pour mettre l'hélice en rotation mais celui de l'hélice tout simplement.
En fait j'aimerai être sure de pouvoir m'en servir, ce qui m'arrangerai pour déterminer l'influence du nombre de pales..
Pour renseignement supplémentaire, le problème ne se poserai pas si j'avais le Cx de ma pale, et vu qu'elle n'a pas un profil "commun" ben je suis bloquée..

C'est la même chose !

Principe d'action-réaction...

L'hélice est fixée rigidement à l'arbre moteur, donc le couple de l'hélice est le même que celui du moteur...

[ahotep]

C'est la même chose !

Principe d'action-réaction...

L'hélice est fixée rigidement à l'arbre moteur, donc le couple de l'hélice est le même que celui du moteur...

donc je peux déterminer le Cx de ma pale avec toutes les données que j'ai..Quel est l'ordre de grandeur pour un "bon" Cx ? d'après mes "approximations", j'obtiens un Cx compris entre 0.01 et 0.1 (dépend du rendement final de l'hélice) avec un rapport de vitesse périphérique de 0.5

[ahotep]

Quel est donc ce profil peu commun?

ce profil peu commun est un quart de cylindre auquel on a enlevé encore un petit bout..

Qu'en penses tu ?

[ahotep]

j'ai une photo qui est peut être mieux

[robur71]

ce profil peu commun est un quart de cylindre auquel on a enlevé encore un petit bout..Qu'en penses tu ?

Bonjour ahotep
Tes images ressemblent fortement à des aubes de turbine, n’y a-t-il pas un grand nombre de pales avec autour une enveloppe circulaire ?
Je ne comprends toujours pas la nature de ton problème, que vient faire le Cx dans cette affaire, peux-tu préciser….


Cordialement

[ahotep]

Bonjour ahotep
Tes images ressemblent fortement à des aubes de turbine, n’y a-t-il pas un grand nombre de pales avec autour une enveloppe circulaire ?
Je ne comprends toujours pas la nature de ton problème, que vient faire le Cx dans cette affaire, peux-tu préciser….


Cordialement

Ce que tu dis me fais plaisir. En effet, le but est de reproduire une turbine (j'ai 20 pales) avec une enveloppe circulaire pour récupérer l'énergie éolienne..Si ça sera efficace ou pas, je n'en sais encore rien, mais le but de ma question de départ est de déterminer le coefficient de trainée (et accessoirement de portance) pour avoir le plus d'élements possibles à ma disposition. Ce qui me tracassait c'était de savoir si la formule dont je vous ai fait part dans le premier post était applicable..

En attendant, si tu as des informations sur ce genre de turbine, je suis tout ouie !!

[robur71]

Ca doit pouvoir se calculer comme une roue de turbine
.
Il faudrait connaître :
1- Diamètre extérieur du rotor
2- Diamètre intérieur ( au niveau des pieds de pales )
3- le rayon de courbure moyen des pales
4- La corde moyenne des pales
5- La vitesse de rotation souhaitée
6 –La vitesse du vent envisagée


biblio de mécanique des fluides appliquée :
Mécanique expérimentale des fluides de R COMOLET chez MASSON en trois tomes

cordialement

[ahotep]

Ca doit pouvoir se calculer comme une roue de turbine
.
Il faudrait connaître :
1- Diamètre extérieur du rotor
2- Diamètre intérieur ( au niveau des pieds de pales )
3- le rayon de courbure moyen des pales
4- La corde moyenne des pales
5- La vitesse de rotation souhaitée
6 –La vitesse du vent envisagée


biblio de mécanique des fluides appliquée :
Mécanique expérimentale des fluides de R COMOLET chez MASSON en trois tomes

cordialement

j'avais cherché des bouquins sur ça mais toujours en vain...En attendant je regarderai si je trouve ce que tu me dis, mais comment je détermine la corde moyenne des pales ?
et le rayon de courbure c'est tout simplement l'arc que fait ma pale ?