Profil d'une hélice

[trimix]

Bonjour,

Je cherche à savoir quel type d'hélice est le plus performant en terme de nombre de rotations par minute lorsqu'on la place dans un conduit dans lequel de l'air circule.
En gros quel type de profil tournera le plus vite pour un flux d'air donné.

Y a-t-il une vitesse minimum du flux d'air pour que l'hélice se mette à tourner ?

Je cherche à mesurer finement ce flux d'air donc plus mon hélice tournera vite avec le minimum de flux d'air mieux ce sera pour la précision de ma mesure.

J'espère que ma demande est assez claire sinon n'hésiter pas à demander des détails
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[calculair]

Bonjour,

Je cherche à savoir quel type d'hélice est le plus performant en terme de nombre de rotations par minute lorsqu'on la place dans un conduit dans lequel de l'air circule.
En gros quel type de profil tournera le plus vite pour un flux d'air donné.

Y a-t-il une vitesse minimum du flux d'air pour que l'hélice se mette à tourner ?

Je cherche à mesurer finement ce flux d'air donc plus mon hélice tournera vite avec le minimum de flux d'air mieux ce sera pour la précision de ma mesure.

J'espère que ma demande est assez claire sinon n'hésiter pas à demander des détails

Bonjour,

Pour que l'helice puisse recuperer un maximum d'energie du courant d'air, il faut multiplier les pales et ça commence à ressembler à une turbine.

mais c'est pour quel type d'application ??

[trimix]

Bonjour,

Pour que l'helice puisse recuperer un maximum d'energie du courant d'air, il faut multiplier les pales et ça commence à ressembler à une turbine.

mais c'est pour quel type d'application ??

Il n'y a pas d'application particulière dans l'immédiat nous cherchons simplement à démontrer que ça marche à savoir plus l'hélice tourne vite plus la mesure est précise, maintenant c'est sûr que si ça marche ça débouchera sur une application pratique à méditer !

Quand tu parles de turbine, tu penses à quoi une turbine type réacteur d'avion avec un stator et un rotor ?

[calculair]

bonjour,

Plus l'helice est importante et plus elle perturbera le flux d'air.

La mesure de la vitesse de l'air se mesure en principe avec un pito

Si c'est pour mesurer la masse d'air qui circule, effectivement une helice devrait te donner une bonne indication.

Si la veine d'air à mesurer a un grand diametre, j'aurais tendance à mettre le capteur à helice dans un petit tuyau pour prelever une veine d'air elementaire.

Maintenant, il faut etalonner la vitesse de rotation de l'helice en fonction de la masse d'air qui circule, mais je ne sais pas si il y a independance entre la vitesse de l'air et la masse de l'air dans cet etalonnage.

Il faut se plonger dans la theorie des helices.....

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Je l'ai parcouru en diagonal, mais ça a l'air pas mal :

http://www.compagnons-eole.be/Docume...nique_2007.pdf


a+

[calculair]

Je l'ai parcouru en diagonal, mais ça a l'air pas mal :

http://www.compagnons-eole.be/Docume...nique_2007.pdf


a+

Bonjour,

La plus part des documents sur le sujet utilise la loi de Betz, qui suppose que les pales ont une surface negligeable devant l'aire balayée.
De plus il suppose que la vitesse du vent au niveau de l'helice est la vitesse moyenne entre l'entrée et la sortie de l'eolienne.


Il existe des eoliennes avec beaucoup de pales, alors les hypothèses ne sont plus realistes.

Je ne me prononce pas non plus sur les 60 % du rendement theorique maximum......
Qu'en penses tu .....?

[verdifre]

bonsoir,

La plus part des documents sur le sujet utilise la loi de Betz, qui suppose que les pales ont une surface negligeable devant l'aire balayée.
De plus il suppose que la vitesse du vent au niveau de l'helice est la vitesse moyenne entre l'entrée et la sortie de l'eolienne.

la loi de betz ne suppose rien sur le capteur eolien, de plus la loi de betz peermet de determiner les vitesses amont et aval au niveau du capteur eolien.

pour terminer , la loi de Betz ne s'applique en aucun cas dans cette configuration

lorsqu'on la place dans un conduit dans lequel de l'air circule.

pour ton probleme tout depend si tu cherches à faire une mesure ou à extraire de l'energie de la veine d'air.
comme ton helice est dans un tube, la conservation de la masse en regime etabli va te faire apparaitre une difference de pression entre amont et aval. Pour aller plus loin et calculer le rendement optimum pour ton helice, il faut un peu plus de données
si c'est pour une mesure de vitesse, l'helice n'est pas forcement le plus adapté. Tu peux envisager le venturi qui est bien plus simple.
fred

[calculair]

bonjour Verdifre,

Peux tu indiquer un lien ou la loi de Betz est demontrée et ne suppose rien sur la surface des helices et des vitesses de vent devant l'helice et derrière l'helice.?

Je serais curieux de suivre cela. car j'ai toujours vu des suppositions sur ces paramètres.

Merci

[verdifre]

bonsoir,
les suppositions faites par betz sont:
le capteur eolien est dans une veine d'air "libre" (loin du sol)
les suppositions classiques fluide incompressible, --> masse volumique constante
et c'est tout
quand betz parle de la surface du capteur, il faut entendre la surface balayée par les pales ( la surface du disque pour une eolienne à axe horizontal) ou le rectangle pour une savonius ou la fomre "bizare" d'une darieus
les liens
http://www.windpower.org/fr/stat/betzpro.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz

tu peux en cherchant un peu trouver les bouquins originaux de betz ils ont été numerisés
fred

[Gilgamesh]

Je ne me prononce pas non plus sur les 60 % du rendement theorique maximum......
Qu'en penses tu .....?

Je n'y connais vraiment pas grand chose en hélice, donc je ne préfère pas me prononcer sur le sujet

a+

[calculair]

bonsoir

Dans le document que tu me proposes je lis "

Partons de la supposition raisonnable que la vitesse moyenne du vent traversant la surface balayée par le rotor est égale à la moyenne de la vitesse moyenne du vent non perturbé à l'avant de l'éolienne (v 1 ), et de sa vitesse après le passage à travers le plan de rotor v 2 , soit (v 1 +v 2 )/2. (Betz fait une preuve de cette supposition dans son livre.)
La masse de l'air traversant la surface balayée par le rotor en une seconde est égale à :

Apres on neglige la surface occultée par les pales de l'helice pour calculer la masse d'air traversant la surface balayée par l'helice.

Ces hypothèses sont surement raisonnable pour des helices ayant des sufaces totale de pale faible par rapport à la surface balayée

[verdifre]

bonsoir,
cette supposition est en fait equivalente à dire que la variation de quantité de mouvement de la masse d'air considerée est due à la difference de pression entre les deux faces du rotor
je te joint une demonstration que j'ai fait pour determiner la force exercée par le vent sur le rotor en la poursuivant quelques lignes tu retombes sur la limite de betz sans les simplifications non justifiées du site que je t'ai passé

Il existe d'autres methodes pour retrouver la limite de betz , même sur des rotors avec une trés grande "solidité" (beaucoup de pales larges). Ces methodes rajoutent quelques conditions supplementaires pour reussir à atteindre la limite de betz ( et sont un peu moins droles au niveau calcul)

fred

[calculair]

bonsoir,

merci pour ta reponse
j'attend avec impatience la validation de ton document.
Cordialement

[chatelot16]

betz c'est pour calculer la puissance maxi d'une eolienne a l'air libre : c'est une facon de dire que si on essaie de prendre trop de pissance , l'air contourne l'eolienne

dans ton cas tu veux mesurer un debit ou une vitesse , tu ne veux pas de puissance : rien ne dit qu'une helice tournant plus vite sera meilleure

au contraire je pense qu'une helice a grand pas tournant lentement sera plus precise et perturbera moins la circulation de l'air

[calculair]

betz c'est pour calculer la puissance maxi d'une eolienne a l'air libre : c'est une facon de dire que si on essaie de prendre trop de pissance , l'air contourne l'eolienne

dans ton cas tu veux mesurer un debit ou une vitesse , tu ne veux pas de puissance : rien ne dit qu'une helice tournant plus vite sera meilleure

au contraire je pense qu'une helice a grand pas tournant lentement sera plus precise et perturbera moins la circulation de l'air

bonsoir,

c'est une manière de voir intuitivement les choses, mais j'attend le document de Verdifre pour valider l'intuition totalement
merci pour cette vision interresante des choses

[trimix]

Désolé pour le suivi de mon topic mais je réside en Asie donc décallage horaire !

Bon tout ça m'a l'air bien interessant, la remarque de Chatelot est interessante. Ceci étant je cherche à prouver le contraire d'où l'importance que j'accorde au profil de mon hélice ou de ma turbine pour reprendre la suggestion de Calculair.

Pour le moment je pense effectivement prélever une veine d'air et je pense tabler pour compliquer les choses sur un diamètre de 50 cm de mon hélice car les mesures seront faites dans un énorme pipe très perturbé. D'où notre rétissence vis à vis des tubes de pito etc... on veut avoir une moyenne avec une bonne précision... enfin pas évident d'expliquer tout ça dans les détails, sinon mon patron va me taper sur les doigts d'autant que c'est son idée !

J'aurais tendance à dire que la solution turbine peut-être intessante et permettait peut-être d'effectuer d'autres mesures... à creuser !

Question hors sujet suggérée par Verdifre : pour extraire l'energie d'une veine d'air qu'elle est le plus efficace, l'éolienne classique ou les formes moins courantes à savoir une savonius ou une darieus

[LPFR]

Bonjour.
Si ce que vous voulez est mesurer la vitesse de l'air, avez-vous envisagé d'utiliser un anémomètre à ultrasons?
Cherchez "ultrasonic anemometer" dans Google.
Ou si non, pourquoi pas le classique anémomètre à coupelles? Quel est l'intérêt d'une hélice? Les hélices ne sont avantageuses que dans les anémomètres portables car celles peuvent être carenées.
Au revoir.

[verdifre]

bonjour,
si c'est possible au niveau de l'implantation, realiser un venturi du diametre du tuyau serait le plus simple et le plus fiable.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Venturi
http://www.univ-lemans.fr/enseigneme...s/venturi.html

dans le cas d'un ecoulement turbulent, une eolienne ne marche pas trés bien.
il est clair que si tu cherches à faire une moyenne, une rotation rapide est une bonne chose

quand on cherche à faire une mesure de vitesse, le capteur anemometrique le plus courant est le capteur a coupelles
http://www.cima-meteo.com/TF-vitesse-vent.php

Question hors sujet suggérée par Verdifre : pour extraire l'energie d'une veine d'air qu'elle est le plus efficace, l'éolienne classique ou les formes moins courantes à savoir une savonius ou une darieus

Les machines à portance (classique et darieus) sont beaucoup plus performantes que les machines à trainée savonius.
dans les machines à portance, les classiques semblent largement l'emporter tant au niveau performances qu'au niveau facilité d'emploi (pas de systeme de demarage)
fred