Pression à l'arrière d'une éolienne

[invite716b3744]

http://www.windpower.org/fr/tour/wres/tube.htm

''Lorsque l'air s'approche du rotor, la pression atmosphérique augmente, le rotor constituant un obstacle au vent.
La pression at-mosphérique diminue de façon dramatique juste à l'arrière du rotor (à gauche). Elle commence ensuite à augmenter progressivement jusqu'à atteindre le niveau de pression atmosphérique normal''

J aurai voulu savoir si la pression a l arriere du rotor pouvait atteindre des valeurs negatives ou si elle restait positive???????????
Merci
Quijota
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[BertrandR]

Bonjour,

J aurai voulu savoir si la pression a l arriere du rotor pouvait atteindre des valeurs negatives ou si elle restait positive???????????
Merci
Quijota

Pression négative ??? comment cela est il possible, une pression nulle correspond au vide, une pression inférieure à celle du vide ça me parraît pas facile à réaliser.

Par contre à l'arrière du rotor la pression sera normalement inférieure à celle présente à l'avant. Je dis normalement, car cela dépend du régime de fonctionnement du rotor, celui ci peut fonctionner en ventilateur et aspirer l'air à l'avant, dans ce cas la pression est inférieure à l'avant par rapport à l'arrière. Dans le cas général correspondant à la récupération de l'énergie éolienne, c'est évidemment le premier cas qui s'applique.

Pour connaitre la différence de pression il suffit d'appliquer quelques lois simples de physique. D'abord une première loi sur la quantité de mouvement :
La poussée T sur le rotor est égale à la masse de matière par unité de temps traversant le rotor multipliée par la chute de vitesse au passage du rotor. Pour réaliser ce calcul correctement il faut admettre que la vitesse de l'air dans le plan du rotor est égale à la moyenne des vitesses en amont et aval, c'est un résultat un peu compliqué à démontrer donc je ne rentre pas dans les détails. Si U est la vitesse amont, V1 la vitesse aval, V la vitesse au niveau du rotor alors V = (U+V1)/2 et
T = rho * S * V * (U - V1)
rho est la densité de l'air et S la surface du rotor.
Maintenant une deuxième loi de physique nous dit que :
T = S * deltaP
deltaP étant le différentiel de pression amont/aval
Avec tout cela on peut calculer deltaP
deltaP = rho * V * (U - V1)

Avec rho = 1.225, U = 10 m/s, V1 = 3 m/s on obtient un deltaP de 55.7 Pascal (N/m2) ce qui est très faible en milliBar ça fait 0.57 mBar sachant que la pression atmosphérique au niveau de la mer est de 1013 mBar.

[michel dhieux]

bonjour a tous:
comme dit bertrandR,la pression est normalement inferieure a l arriére,de la pale.AVEC une delta P elle tourne sinon rien, et pas de pression negative.
neanmoins,il peut y avoir une pression negative MAIS,UNIQUEMENT SUR UNE HELICE DANS UN LIQUIDE,et la, l on parlent de cavitation,quand le liquide ne rempli pas toutes les alveoles ou toute la place qui lui est fournie.cela peut se transformer en tension de vapeur
la cavitation est bruyante et destructrice de matiére,
( pour le bruit se rappeler le film octobre rouge)

[BertrandR]

,la pression est normalement inferieure a l arriére,de la pale.AVEC une delta P elle tourne sinon rien, et pas de pression negative.

Attention j'ai bien dit à l'arrière du rotor et non de la pale, la théorie que j'ai utilisée ne se préoccupe pas de la nature du dispositif, elle cosnidère uniquement le ralentissement de la veine d'air du fait de l'extraction d'énergie. Maintenant si il y a ralentissement il n'y a pas forcement conversion en énergie mécanique sur le rotor (l'inverse est vrai), par exemple un simple obstacle ralentit un écoulement ce n'est pas pour autant qu'il récupère de l'énergie.
Le champ de pression à proximité des pales peut présenter des valeurs très différentes localement, par exemple entre l'intrado et l'extrado, mais dans le principe global du rotor on ne se préoccupe pas de ces détails.
Une pale dont la surface ne couvre qu'une fraction de la veine d'air, du fait de son mouvement de balayage peut très bien ralentir TOUTE la veine d'air. Pour faire ce calcul il faut calculer l'effort sur un élement de pale en fonction de la portance aérodynamique et de la vitesse relative de cet élément par rapport à l'air, la vitesse relative d'un élément de pale est très différente de la vitesse propre de l'écoulement puisque cet élément est en rotation. Donc la pression répartie sur la surface d'une pale est bien supérieure à la pression moyenne sur la surface balayée. La vitesse tangentielle étant de l'ordre de 6 ou 7 fois la vitesse du vent en amont la poussée concentrée sur la surface de l'élément de pale est plusieurs dizaines de fois supérieure à la poussée moyenne.
Donc une pale fonctionne comme si elle concentrait la différence de pression à son voisinage, mais en prenant la différence de pression moyenne répartie sur tout le rotor le principe est exactement le même.

neanmoins,il peut y avoir une pression negative MAIS,UNIQUEMENT SUR UNE HELICE DANS UN LIQUIDE,et la, l on parlent de cavitation,quand le liquide ne rempli pas toutes les alveoles ou toute la place qui lui est fournie.cela peut se transformer en tension de vapeur
la cavitation est bruyante et destructrice de matiére,
( pour le bruit se rappeler le film octobre rouge)

Même avec la cavitation je ne comprends toujours pas comment une pression négative est possible ???

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite716b3744]

Bon merci pour ces reponses tres completes...
J etais vraiment a cote de la plaque avec mes histoires de pression negative... J ai pas vraiment reflechi avant de poster ce message, pardon...

J ai l impression que ce dont tu me parles BertrandR, c est bel est bien ce que je suis entrain de bookiner en ce moment: la Blade Element Theory de Glauert...

Sur un autre poste j avais parle de cette theorie a Dubonair, et il m avait dit si tu as des questions sur cette theorie, adresse toi a BertrandR, il est incollable...

Je suis en ce moment entrain de reprendre toute la theorie, point par point, calcul apres calcul; donc tu confirmes, si je bloque je peux faire appel a tes lumieres?????

Merci
Quijota

[BertrandR]

Je suis en ce moment entrain de reprendre toute la theorie, point par point, calcul apres calcul; donc tu confirmes, si je bloque je peux faire appel a tes lumieres?????

Merci
Quijota

Pas de problème, dans la mesure de mes moyens...

[invitec5383401]

Bonjour,

Ce mesage s'adresse plus particulièrement à Bertrand R.
Je suis actuellement étudiant à l'ENSAM (école d'ingénieur) et je dois réaliser un projet dont le sujet et l'étude d'une turbine dans une conduite avec un écoulement d'air.
Etant donné que vous avez l'air d'avoir des connaissances à ce sujet, je me permets de vous poser cette question:

Quelle serait la relation pour calculer la variation de pression amont/aval d'une turbine lorsque celle-ci est traversée par un débit fluctuant?

En fait je dois établir la matrice de transfert de cette turbine. Cette matrice de transfert intervient de la manière suivante dans ce système matriciel:
[p'e ; d'e] = [A ; B ;; C ; D].[p's ; d's] (normalement ce sont des marices colonnes)

merci d'avance pour la réponse

Damien