Poussée - Consommation - simple turbojet engine

[invite8ec6848e]

Bonjour à tous,

Je me présente : je suis étudiant en Seconde année d'IUT Génie Mécanique.
Afin de valiser mon diplome, j'ai un petit mémoire à rendre et un sujet de réflexion sur lequel je planche en suède : Évolution de consommation et poussée des turbines turbojet simples. Le problème étant que je n'ai jamais fait d'aéronautique et n'ai que le livre "gas turbine theory" de Cohen (qui est bien fait d'ailleurs !) ... J'espere donc trouver ici un peu d'aide à ce sujet Merci d'avance à ceux qui m'aideront !

Pour débuter, j'ai créé un fichier openoffice tableur afin rassembler les paramètres necessaires et les calculs afin de trouver la consommation spécifique et la poussée spécifique.

voici le lien de mon fichier ope office ods :
http://dl.free.fr/t3BdlBLhC

1/ Pourrais je avoir vos remarques ?
2/ Il parait qu'il y a un lien entre la poussée et la taille de la tuyère de sortie ? Comment pourrais je intégrer ça dans mon tableur?
3/ Il parait qu'il y a un lien entre la température et la richesse au niveau de la chambre de combustion, Comment les mettre en reltion sachant qu'il n'y a pas de lien entre eux dans mes calculs et que j'obtiens quand même la CS et la poussée spécifique ?
4/ Y a t-il des gens sympa qui pourraient m'aider car je galère vraiment à finioller ce tableur. Etant donné que je n'ai jamais fait d'aeronautique, seul c'est pas évident.

Merci !
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[phys4]

1/ Pourrais je avoir vos remarques ?
2/ Il parait qu'il y a un lien entre la poussée et la taille de la tuyère de sortie ? Comment pourrais je intégrer ça dans mon tableur?

Bonjour, nous ne pouvons parler de calculs, il n'y en a aucun dans votre feuille, c'est pas un tableur, mais une feuille de valeurs indépendantes.
Il faudrait au moins un texte explicatif.
La tuyère de sortie permet de transformer la pression des gaz chauds en vitesse d'éjection. Plus le col de la tuyère est petite et plus la vitesse des gaz et donc la poussée sera grande.
Il y a donc une relation entre pression, température, diamètre de la tuyère et poussée.

3/ Il parait qu'il y a un lien entre la température et la richesse au niveau de la chambre de combustion, Comment les mettre en reltion sachant qu'il n'y a pas de lien entre eux dans mes calculs et que j'obtiens quand même la CS et la poussée spécifique ?

L'énergie de combustion permet de chauffer l'air comprimé, il y a donc un effet direct sur la température et la poussée. L'énergie de combustion apparait dan le tableur sans lien avec les autres.
C'est le problème général :il faudrait que les résultats soient directement calculés dans le tableur à partie de quelques données.
J'ajouterai que le schéma du turboréacteur est très simpliste : il y a au moins deux étages de compression et des chambres de combustion qui favorisent le mélange.

[invite8ec6848e]

Merci beaucoup pour vos remarques constructives.

En ce qui concerne l'aire de la tuyère, j'ai un soucis car dans mon calcul, j'y intègre A/m, A étant l'air de la tuyère et m le débit massique. Cela sans définir une quelconque valeur de A ni de m mais plutôt en utilisant les valeurs de A/m=1/(rho*C) rho en kg/m^3 et c en m/s. De plus, en reprenant les formules et données précédentes et en les manipulant, j'arrive à obtenir l'aire A. Correspond elle à l'aire optimale ? ou juste à l'aire correspondant au débit d'air indiqué ?

Je pense que je devrais pouvoir modifier le tableur pour faire varier l'aire de la tuyère

Bonjour, nous ne pouvons parler de calculs, il n'y en a aucun dans votre feuille, c'est pas un tableur, mais une feuille de valeurs indépendantes.
Il faudrait au moins un texte explicatif.

Vous ne voyez pas le calcul en cliquant sur la cellule correspondant ? (Cellules vertes dans le fichier openoffice)
J'ai mis en rouge tous les paramètres, A savoir que s'il manque un des paramètres en rouge, on obtient pas les résultats de la CS et de la Poussée spécifique.

J'ai utilisé toutes les formules données dans le livre "gas turbine theory" de Cohen & Rogers.

C'est le problème général :il faudrait que les résultats soient directement calculés dans le tableur à partie de quelques données.

Les données sont dans les cellules rouge et les calculs automatiques dans les cellules vertes.

J'ajouterai que le schéma du turboréacteur est très simpliste : il y a au moins deux étages de compression et des chambres de combustion qui favorisent le mélange.

Etant donné que c'est mon premier exercice et la première fois que je "touche" à l’aéronautique, j'ai pris le cas le plus simple et théorique.

L'énergie de combustion permet de chauffer l'air comprimé, il y a donc un effet direct sur la température et la poussée. L'énergie de combustion apparait dan le tableur sans lien avec les autres.

Avez vous des liens de cours à ce sujet ou des formules à me communiquer ? Comment intégrer cela dans mon tableur ?


Enfin j'ai une question autre question : Lors du décollage, du vol et de atterrissage, les données, et les puissances, couple, performances ... du moteur ne sont pas utilisé identiquement (en vol de croisière, on utilise pas le moteur avec les mêmes capacités qu'au décollage !). Quels paramètres ajouter sachant qu'ici j'intègre dans mes calculs la vitesse (Mac) et l'altitude. Comment puis je intégrer cet aspect dans le tableur et les calculs ?

Merci énormément phys4 pour votre précieuse aide.
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Si le problème persiste mon fichier sous excel mais je n'exclue pas d'erreurs possibles de compatibilité entre excel et openoffice.
http://dl.free.fr/eMP1LjRre

[phys4]

En ce qui concerne l'aire de la tuyère, j'ai un soucis car dans mon calcul, j'y intègre A/m, A étant l'air de la tuyère et m le débit massique. Cela sans définir une quelconque valeur de A ni de m mais plutôt en utilisant les valeurs de A/m=1/(rho*C) rho en kg/m^3 et c en m/s. De plus, en reprenant les formules et données précédentes et en les manipulant, j'arrive à obtenir l'aire A. Correspond elle à l'aire optimale ? ou juste à l'aire correspondant au débit d'air indiqué ?

Je pense que je devrais pouvoir modifier le tableur pour faire varier l'aire de la tuyère

Votre formule vous donne l'aire de la sortie de la tuyère. C'est l'aire qui correspond au débit.

Vous ne voyez pas le calcul en cliquant sur la cellule correspondant ? (Cellules vertes dans le fichier openoffice)
J'ai mis en rouge tous les paramètres, A savoir que s'il manque un des paramètres en rouge, on obtient pas les résultats de la CS et de la Poussée spécifique.

Il y a en effet un défaut de compatibilité, je n'ai pas vu de cellules vertes.

Enfin j'ai une question autre question : Lors du décollage, du vol et de atterrissage, les données, et les puissances, couple, performances ... du moteur ne sont pas utilisé identiquement (en vol de croisière, on utilise pas le moteur avec les mêmes capacités qu'au décollage !). Quels paramètres ajouter sachant qu'ici j'intègre dans mes calculs la vitesse (Mac) et l'altitude. Comment puis je intégrer cet aspect dans le tableur et les calculs ?

Les paramètres de la feuille correspondaient au vol de croisière (pression réduite, vitesse élevée) le cas le plus critique est le décollage, c'est la plus forte contrainte d'un turboréacteur.
La pression est la pression normale, la vitesse est de 60 à 80 m/s , la consommation de carburant et la température maximale. Le delta T entre l'air en sortie de compresseur et l'air après combustion devrait être introduit avec le pouvoir calorifique du carburant qui est connu. Vous avez les paramètres de rendement et d'efficacité de combustion.
Le débit max de carburant devrait être calculé = quantité de carburant qui utiliserait tout l'oxygène admis.

Si le problème persiste mon fichier sous excel mais je n'exclue pas d'erreurs possibles de compatibilité entre excel et openoffice.
http://dl.free.fr/eMP1LjRre

J'ai vu les cellules de calcul, elles sont jaune-vert.

Dans les documents Internet , l'on trouve beaucoup de baratin et peu de formules :
http://www.techno-science.net/?ongle...definition=266
http://fr.wikipedia.org/wiki/Turbor%C3%A9acteur

A bientôt.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Voici une autre référence qui comprend une étude thermodynamique.
www.oamp.fr/people/buat/poly3web.pdf

[invite8ec6848e]

Je reste encore perdu, moins qu'avant, mais vous remercie vraiment car vous m'apportez de bons éléments de réponse ! N'ayant jamais fait d'aéronautique et tomber sur un sujet comme ça, c'est vraiment difficile.

Votre formule vous donne l'aire de la sortie de la tuyère. C'est l'aire qui correspond au débit.

Pensez vous qu'il est possible de supprimer m de mon tableur et d'y intégrer directement A ? si non, comment puis je procéder pour pouvoir faire varier A (l'utiliser comme un paramètre) ? Dans le cas où on doit conserver m, cela ne dépend il pas de a vitesse ou des conditions de vol ?

Dans les documents Internet , l'on trouve beaucoup de baratin et peu de formules :
http://www.techno-science.net/?ongle...definition=266
http://fr.wikipedia.org/wiki/Turbor%C3%A9acteur

Oui en effet, j'avais remarqué que l'on trouvait beaucoup de baratin ! Cependant, merci beaucoup pour ces liens. Au final, j'en reviens toujours à me référer à mon livre en anglais "gas turbine theory" qui est vraiment complet.



Si j'ai bien compris, la consommation spécifique et la poussée d'un moteur/réacteur dépend des conditions de vol (vitesse altitude ....) ? A quel condition se référer dans des tableaux qui rapportent différentes SFC ou poussée ? (ex : http://www.jet-engine.net/civtfspec.html )

Je vais travailler demain sur le sujet, je verrai ce que ça donne, et j'aurai surement dans le futur encore bien des questions à vous poser.

A bientôt, et merci.

PS : Sans indiscrétions, puis je connaitre quel est votre métier ?

[phys4]

Pensez vous qu'il est possible de supprimer m de mon tableur et d'y intégrer directement A ? si non, comment puis je procéder pour pouvoir faire varier A (l'utiliser comme un paramètre) ? Dans le cas où on doit conserver m, cela ne dépend il pas de a vitesse ou des conditions de vol ?

m n'est pas directement dans le tableur sous ce nom, mais il s'agit surement de la masse éjectée par seconde. Je prendrais la masse d'air admis + la masse de carburant.
A peut être rentré pour faire le calcul de la vitesse de sortie, attention il agit aussi sur la température en sortie.

Si j'ai bien compris, la consommation spécifique et la poussée d'un moteur/réacteur dépend des conditions de vol (vitesse altitude ....) ? A quel condition se référer dans des tableaux qui rapportent différentes SFC ou poussée ? (ex : http://www.jet-engine.net/civtfspec.html )

D'après la colonne 7 du tableau qui donne poussée, vitesse, altitude, les valeurs sont données pour les conditions de croisière. Bonjour avec les unités anglo-saxonnes.

PS : Sans indiscrétions, puis je connaitre quel est votre métier ?

Voir le profil public, les moteurs sont en marge de mon domaine, mais je me suis toujours intéressé aux progrès des motorisations.

[invite8ec6848e]

Bonjour à tous,

J'ai rencontré mon tuteur, il m'a dit qu'avec mon tableur excel, sans y intégrer le débit d'air et ayant les résultats finaux de la consommation spécifique en carburant et de la poussée spécifique issus de moult calculs, je dois trouver le débit d'air. Or je ne parviens à trouver comment. Auriez vous des pistes à m'avancer ?

Merci à tous