moteur a air comprimé , detendeur ou pression entiere , isotherme ou adiabatique ...

[chatelot16]

bonjour

je viens de voir passer un sujet interressant helas associé a un triste constructeur dont il ne faut pas parler , mais rien n'interdit de faire des calcul theorique pour voir ce qui est possible ou pas

pour faire un bon moteur a air comprimé l'ideal est un moteur isotherme utilisant toute la pression du reservoir

bien sur pratiquement il faut se contenter d'un moteur a plusieurs etages adiabatiques avec echangeur intermediaire rechauffant l'air a la temerature ambiante

j'ai eu l'impression en lisant entre les ligne de certaine doc chez celui dont on ne parlera pas qu'il y avait un detendeur a 18 bar : ma premiere reaction a été de penser que c'est nul ! ca va perdre une energie enorme ! le rendement sera lamentable !

peut on dire que la perte sera dans le rapport 350/18 en passant de 350bar a 18bar ?

avec l'air comprimé il faut se mefier des aproximations pifometriques , il faut faire des calcul entier , les resultat sont parfois surprenant

je ne donnerai pas les detail de calcul aujourdh'ui pour ne pas induire tout le monde en erreur au cas ou j'en ai fait une et laisser d'autre persone calculer autrement

example avec des chiffre presque tiré au hazard ( ne pas dire d'ou il viennent ) reservoir d'air 200l et 350bar
energie produite par detente isotherme entiere : 11kwh
energie produite avec detendeur a 18 bar et detente isotherme : 7.46kwh
raport entre les 2 : 7.46/11= 0,678
c'est pas glorieux mais c'est beaucoup moins pire que ce que j'aurais cru
calcul

ce calcul est fait avec l'hypothese d'un gaz parfait , dans le detenteur , c'est une detente de joule thomson : l'energie mecanique et perdue en chaleur dans le laminage par un clapet juste un peu ouvert , la detente produit du froid , et pour un gaz parfait , le chaud et le froid sont la meme quantité de chaleur donc la sortie est a temperature ambiante

avec detendeur le rendement est donc deja limité a 0.678

reste a finir le calcul : remplacer la detente isotherme par une detente completement adiabatique

remplacer mon hypothese de gaz parfait dans le detendeur par de l'air reel , qui risque de donner un air a la sortie du detendeur plus froid que l'ambiante

j'ai fait ce calcul de facon optimiste en considerant un moteur isotherme parfait qui utilise la pression jusqua zero

apres reponse des habitué du forum thechnologie , il sera peut etre utile de transferer dans le forum physique , car les problemes sont vraiment de la pure thermodynamique

merci pour toute idée sur ces calculs

la question n'est pas interressante que pour le moteur a air comprimé , c'est un peu la meme histoire pour la reduction de puissance d'une turbine a vapeur par laminage de la vapeur par un regulateur a l'entré : un raisonement primaire fait croire que ca reduit gravement le rendement ... un calcul detaillé donne un resultat meilleur que je croyais
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[Eric DUPONT]

Bonjours chatelot.
concretement si tu as un reservoir d'air qui se vide c'est tres difficile de doser de 'air comprimé a chaque tour de moteur, a moins de tourner a 2 tour minutes. Donc tu es obligé de chosir une pression constante. peu etre que la pression idéal n'est pas 18 bar mais 30 ou 40 bars.

apres si tu utilise un piston tiroir pour doser ton air ce dernier va resiste a une temperature limite de 160°C et encore cela me parret enorme ces 160° .140° est peu etre le maximum.

pour ce qui est d'une detente isotherme la encore, il faut pas rever, a moins d'avoir des temperatures extremes, il ya peu d'echanges de calorie a travers les cylindres. non le moteur de notre ami ... me parret etre un bon compromis. personelement je me demande jusqu'a quel temperature on peu injecter de l'air comme cela dans un cylindre sans gripper le piston et le cylindre.

[chatelot16]

pour la realisation du moteur tout est possible , et tout a ete fait comme moteur a vapeur ! il suffit de lire les vieux livre de l'epoque , et de voir tout ce qui a été fait pour chercher le rendement dans tous les detail

pour la temperature on n'avait pas peur d'envoyer de la vapeur a 250° , et avec des lubrifiant qui n'etaient pas ceux que l'on a aujourd'hui

mais atention , dans la vapeur il n'y a pas d'air , l'huile ne risque pas de bruler ou exploser

dans l'air il y a de l'oxygene , avec a la fois forte temperature et forte pression la moindre trace d'huile va peter : c'est donc plutot ce risque qui va limiter une eventuelle temperature de chauffage ... a moins de provoquer une combustion interne , pour consomer tout l'oxygene de l'air
helas a forte pression une combustion interne de tout l'oxygene serait bonne a tous casser , une combustion partielle ne vaut pas mieux car l'oxygene restant detruira tout a forte temperature

il faudrait donc faire une combustion interne dans le dernier etage de detente , la ou l'on peut laisser monter la temperature aussi haut qu'un moteur a essence , et utiliser la chaleur perdue de ce dernier cylindre pour rechauffer l'air entre les etage haute pression

[Eric DUPONT]

en quelque sorte on enleve 2 temps a un moteur de voiture a 4 temps,on fait la compression a la maison avec des energie renouvelable au lieu de le faire dans la voiture avec l'energie generer par le moteur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[michel dhieux]

bonsoir
un détendeur ,qui s'appelle réducteur de pression en hydraulique ,est un énergivore de première ,car il fonctionne suivant la pression atteinte , je m'explique un peu mieux :
si il y a 350 b d'un coté, puis un détendeur, et de l'autre coté 18 bars , le détendeur est fermé ,( la pression est atteinte suivant son réglage de base ) .
mais un détendeur / réducteur est normalement ouvert au repos ,il se ferme rapidement avec autant de delta P , et devient bien plus progressif quand il est proche de la pression demandé . et il est très faiblement ouvert quand il y a un faible différentiel de pression . en hydraulique cela lamine .
je pense que vous avez compris ,l'effet ressort /membrane d'un réducteur avec une demande impulsionnelle ( pour un moteur alternatif) d'une faible pression avec en amont une forte pression. c'est un massacre au niveau fonctionnement séquentiel .
si je devais construire un moteur pneumatique , et étant donné qu'il devrait être à régime variable , donc débit variable à pression constante , il me semble que je mettrai un limiteur de débit proportionnel électrique ( sorte de robinet piloté électriquement ) et entre ce dernier et le moteur un accu de petite dimension , et sur cet accu un pressostat pilote du limiteur .
ainsi le limiteur aurait une ouverture et une fermeture , nettement moins impulsionnelle , il lui suffirait de maintenir une pression constante dans le petit accu ,
évidement le moteur devra être dans ce cas à soupapes ou à distributeur rotatif .
autre avantages : il suffit de fermer le limiteur pour que le moteur s'arrête , et il suffit de piloter le pressostat pour augmenter le couple du moteur (donc ca pression d'entrée) .
ps : en plus ,(mais c'est mon avis personnel ) je mettrais une variation de cylindrée du moteur . ( la revoilà )
cordialement