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Equilibre thermique d'un nageur



  1. #1
    jero971

    Equilibre thermique d'un nageur


    ------

    Bonjour à tous,


    J'ai un petit problème de résonnement personnel consernant un sujet de thermodynamique...

    Je dois trouver l'équilibre thermique d'un nageur vêtu d'une combinaison néoprène :

    Voilà comment je procède:

    je calcule les pertes thermiques dues à la respiration : je trouve 100Watts

    je calcule les pertes thermiques dues à la peau : je trouve 371 Watts


    On sait que l'homme grâce à la thermogénèse peu produire 200Watts

    J'effectue le bilan énergétique de l'ensemble et trouve

    BilanEnergetique = 200 W - 371 W - 100 W = -271Watts

    Est-ce que ça veut dire que pour maintenir le corps du nageur à la température normale (environ 32 °C) il faut apporter une source d'énergie de 271 Watts???

    Et si oui, est-il possible de générer avec une petite batterie un telle puissance?

    merci à tous

    -----

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  3. #2
    Tropique

    Re : Equilibre thermique d'un nageur

    Je crois que ton sujet serait mieux placé en physique, ou biologie, ou technologie, mais pas en électronique!

    Voici déjà mon impression:
    Je pense que la valeur de 200W est faible: peut-être que c'est vrai pour quelqu'un qui n'est pas entrainé au froid et qui reste totalement statique. Or, à priori, un nageur, ça nage...
    En s'activant, il est certainement possible de produire beaucoup plus de 200W.
    Et même en supposant que les hypothèses de départ soient totalement vraies, la température du corps va simplement baisser: les ~70Kg d'~eau du corps humain vont céder la chaleur au mileu ambiant à raison de 271W, et sans faire de calcul, je ne pense pas que la température va baisser très vite.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  4. #3
    maximilien

    Re : Equilibre thermique d'un nageur

    Bonjour!
    Je pense aussi que 200 W est une valeur faible!
    Pratiquant le surf, le weekend dernier l'eau était a 8-10° et meme avec une combi 5/3 lycra...
    Faisait tres froid...
    Au moins les idées pour des projets d'électronique sont fraiches....

    pour finir tropique a raison: le sujet n'est pas du domaine d'électronique mais plutôt biologique...

  5. #4
    louloute/Qc

    Re : Equilibre thermique d'un nageur

    Bienvenue à Jero,

    À moitié d’accord avec Maximilien et Tropique. On peut envisager le problème de Jero comme nos transistors de puissance.

    Sans discuter les chiffres de Jéro, et en les prenant comme tels, on se trouve devant une source froide (H2O, disons à 10˚C, cette valeur manque à l’énoncé), une source chaude à 38˚C, le corps et une puissance à dissiper de 210W.

    De ces données on peut déduire la résistance thermique du ‘radiateur’, en l’occurrence le Néoprène :

    R = 210 / (38-10) = 7,5 W/˚C

    En divisant cette donnée par la surface S (en cm²)de la tenue, on peut en déduire la résistance par cm² :
    ∂R / ∂S = 7,5 / S (W/ cm² ˚C)

    Une mesure de la résistance thermique d’un cm² de Néoprène vérifiera si le nageur na geler ou brûler.
    男人不坏,女人不爱

  6. #5
    jero971

    Re : Equilibre thermique d'un nageur

    Merci d'avoir répondu à mon sujet,

    Je détaille un peu plus mon calcul sachant que certaines données ont été récupérées sur internet:

    Mon calcul est le même que louloute mais à l'envers

    Disons qu'il nage dans de l'eau à 10°C et qu'il est protégé d'une combinaison de 3mm

    PertesCutanées = (38°-10°)/ (1/H1+...1/Hn)

    avec H : les conductances de la périphérie de l'organisme
    voila ce que j'ai trouvé : conductance thermique de l'organisme H1=30 W/C°
    conductance thermique de l'eau H2=70 W/C°
    conductance thermique de la combinaison H3=40W/C°

    et je trouve donc : PertesCutanéesc= 385Watts

    ce résultat et résonnement vous semble-t-il correct?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    jero971

    Re : Equilibre thermique d'un nageur

    ps: désolé pour l'erreur de domaine, mais je pensais enchainer sur un choix de batterie afin de compenser les pertes énergétique...d'ou le domaine elec

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  10. #7
    chatelot16

    Re : Equilibre thermique d'un nageur

    sans savoir si cette puissance de 271w est exacte on peut deja calculer quelle batterie il faudrait

    il faut aussi savoir combien de temps la batterie doit pouvoir fonctionner

    disont 4 heure

    4h x 271w = 1084 wh

    les batterie au plomb contiennent 40 wh/kg

    1084Wh / 40 = 27kg

    27kg c'est bon pour faire couler a pic le nageur

    mais avec une combinaison neoprene epaisse on flotte trop et il faut une ceinture de plomb pour pouvoir descendre sous l'eau : donc l'idée ne serait pas bete au lieu de se lester betement avec du plomb de se lester par des batterie

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