Efficacité énergétique d'un appareil de cuisson

[Kedoux]

Bonjour,

dans le cadre d'un projet de valorisation énergétique de biomasse, je cherche à évalué l’efficacité énergique d'un appareil de cuisson de type foyer à charbon avec une marmite d'eau poser dessus (cuisson traditionnel en Afrique).

Une fournée de charbon d'un kilo sert à chauffer 3 litres d'eau. On découpe l'étude en deux phases, une phase (1) de montée en température jusqu’à atteindre l'ébullition et une phase (2) de mijotage (maintien à l'état d'ébullition).

Je souhaite mettre en avant le lien entre la quantité d'énergie dégagé par la consommation de charbon et l'énergie reçu par l'eau. Le contexte de l'étude est d'étudier le comportement de différents charbon issues de différents biomasse dans la cuisson par mijotage.

Je suis partie du principe que l’efficacité énergétique est le rapport entre la quantité d'énergie reçu par l'eau et la quantité d'énergie dégagé par le combustible, j'obtient l'équation suivante:

η=(Meau init×Cp,eau×(Teb-Tinit )-(Meau évaporée×Lvap))/(Mcharbon consommée×PCI)

Pour la phase 1: Est-il correct de soustraire ainsi la quantité d'énergie perdue par évaporation de l'eau?
Pour la phase 2: ΔT = 0 en théorie, ce qui dans la pratique n'est pas le cas avec les échanges extérieurs. Comment mettre avant l'énergie nécessaire pour maintenir l'eau à sa Teb?
Le problème se pose également si l'on veut avoir l’efficacité énergétique du système sur toute la durée du test (jusqu'à perdre l'état d'ébullition).

Je reste à votre disposition si je n'ai pas été assez clair.
Merci d'avance
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[HarleyApril]

Bonsoir

L'énergie reçue par l'eau correspond à la montée en température et à l'évaporation. Il faut donc les sommer.
Le plus gros problème que tu vas rencontrer, c'est qu'il va être difficile de mesurer toutes les pertes de chaleur !
Plutôt que d'essayer de faire des mesures absolues, je te propose de faire un système comparatif. Tu pourrais garder constant le type de foyer, la marmite et les quantités d'eau initiales et finales. Tu évalues alors combien il t'a fallu de combustible.
Tu peux aussi travailler en utilisant cette fois toujours la même quantité de combustible, mais mesurer combien tu as évaporé d'eau.

Ceci devrait te permettre d'appréhender le thème de l'étude :
"comportement de différents charbon issues de différents biomasse dans la cuisson par mijotage"

Cordialement

[Kedoux]

Merci pour votre réponse,

Les conditions initiales sont toujours les mêmes: même type de foyer, marmite et quantité d'eau initial. On mesure ensuite l'évolution de la température, la masse de charbon consommé et la masse d'eau présente dans la marmite.

L'efficacité énergétique (Meau init×Cp,eau×(Teb-Tinit )+(Meau évaporée×Lvap))/(Mcharbon consommée×PCI) correspondra plus au rendement de l'appareil (ce qui est d'ailleurs le titre de la discussion ... :s) alors que dans mon raisonnement, l'eau évaporé est une perte d'énergie car elle ne sera pas "utile" à la cuisson. Un combustible avec un haut pouvoir calorifique aura l’inconvénient de faire évaporer plus d'eau, par exemple dans le cas d'une cuisinière à gaz, on baissera la puissance du feu une fois que l'eau bout, et je souhaite mettre en avant cela. Le principe d’efficacité énergétique n'est peut être pas du tout adapté mais je considère l'évaporation comme une perte.
Si je ne peut pas l'associé à un rendement énergétique, je pourrai toujours la traité indépendamment, mais j'aimerai garder le lien avec le pouvoir calorifique du combustible.

Dans la phase de mijotage, faut-il considérer ΔT = 0 si la température de l'eau fluctue de ± 3°C autour la Téb ? on se retrouve avec η=(Meau évaporée×Lvap))/(Mcharbon consommée×PCI)

Cordialement