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Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée



  1. #1
    CyrilleG

    Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée


    ------

    Bonjour,

    J'ai besoin de fabriquer une résistance bobinée pour chauffer de l'huile à 80°C à partir d'une source de 12V.
    Mes souvenirs de BTS électronique commencent à s'éloigner ... Du coup, je n'arrive pas à aboutir !
    Les formules qui me manquent concerne le passage de Watt à °C.
    Quelqu'un peux me dépanner ?

    @ bientôt

    Cyrille

    -----

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  4. #2
    f6bes

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA,
    Passer de WATTS à C° ne veux strictement rien dire.
    Une allumette (enflammée) à une température d'environ 600/700°.
    Sa puissance ne dépasse guére le watt.
    C'est pas avec ça que tu feras chauffer quoi que ce soit , malgré les ..700 °.

    Dans ton énonçé manque:
    la température initiale,
    la quantité à chauffer,
    et certaines qq autres broutilles.

    A partir des données COMPLETES tu pourras CALCULER la quantité d'énergie nécessaire.
    L'énergie :c'est la PUISSANCE x Par le temps.
    Pas confondre PUISSANCE et ENERGIE.

    Bonne journée
    Vide pour l'instant

  5. #3
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Bonjour

    Il faudrait que tu spécifie un cahier des charges: En combien de temps cette huile doit atteindre 80°C, dans quoi est elle stockée ? A quoi servira elle ?

    Une petite remarque pour f6bes que je salue: Je suis d'accord avec ta remarque, mais pas avec ton exemple; une allumette représente une faible quantité d'énergie potentielle (en joules), mais cette énergie étant libérée en peu de temps on peut tout de même atteindre une puissance honorable.

    Un petit calcul pour rire: Une allumette pèse environ 0.1g, le pouvoir calorifique du bois est d'environ 15kJ / g, l'allumette brule en environ 5 secondes; on obtient une puissance de 300W.

  6. #4
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Oui, tout à fais ... Il manque des données !

    Et je suis d'accord avec toi, watt à degrés ne veux rien dire, mais c'est là le problème, c'est que je n'arrive pas à exprimer avec des mots l'axe de recherche, du coup, ça n'aide pas pour trouver les formules ...

    La température de départ va varier entre 0°C et 60°C.
    Au niveau quantité, en fait ce sera un débit. L'huile arrive à l'entrée de la résistance bobinée entre 0 et 60°C, passe dans la bobine et doit sortir au alentour de 80°C.
    Le fil de la résistance, va être du cuivre émaillé.

    Donc, comme donnée, je pense qu'il faut le débit et ... quoi d'autre ?

    Merci pour ton intérêt à ma question.

    @ bientôt

    Cyrille

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par CyrilleG Voir le message
    Donc, comme donnée, je pense qu'il faut le débit et ... quoi d'autre ?
    Idéalement il faudrait aussi connaitre le Cp de ton huile pour affiner les calculs.

    Le fil de la résistance, va être du cuivre émaillé.
    Mauvaise idée, ce n'est pas fait pour ça.

  9. #6
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Le but, c'est de faire rouler un véhicule diesel avec de l'huile de friture.
    L'huile étant plus visqueuse que le gasoil, il faut la chauffer au alentour de 80°C pour qu'elle atteigne la même visquosité.

    Au démarrage du moteur l'huile est à température ambiante (donc de -10°C à 30°C en Normandie). Avant d'arriver dans le chauffeur électrique, elle passe dans un échangeur thermique entre le liquide de refroissement moteur et l'huile carburant. Donc, toujours dans la phase démarrage, l'huile arrive au chauffeur électrique au alentour de 20°C jusqu'au régime établis où elle sortira vers 60°C en moyenne. Il manque donc 20°C pour atteindre les 80°C. C'est 20°C là doivent donc être fournis électriquement.

    @+

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  11. #7
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Qu'est ce que le Cp ???

  12. #8
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Le Cp c'est la capacité thermique massique, l'énergie qu'il faut fournir pour chauffer l'huile.
    Par convention on l'exprime en joules pour chauffer 1 kg de 1 °C. Pour l'huile de friture on peut prendre 2000 J.

    Il faut bien penser qu'au démarrage le liquide de refroidissement sera froid, il serait plus judicieux de partir sur une augmentation de 80°C.
    On peut placer une sonde de température derrière le réchauffeur pour piloter la résistance, afin de moins l'alimenter lorsque le liquide de refroidissement est chaud.

    Pour faire le calcul il suffit de faire débit * Cp * élévation de température avec débit en Kg/seconde; on obtient directement des W.
    Si par exemple tu alimentes à 10 litres par heure ( environ 9 kg/h) et que tu veux passer de 0 à 80°C:
    (9 Kg/h / 3600 s ) * (2000 J/Kg/°C) * (80°C - 0°C) = 400 W

  13. #9
    PA5CAL

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Bonjour

    Le plus simple est de raisonner en régime établi, ce qui n'arrivera pas en pratique avant que le système et ce qui l'entoure atteigne une certaine stabilité.

    La puissance P=U2/R (en W) produite par la résistance électrique R (en Ω) alimentée sous une tension U (en V) est dissipée d'une part dans l'huile qui coule, et d'autre part dans l'atmosphère environnante faute d'une isolation thermique parfaite. On doit donc faire intervenir un rendement thermique η (sans unité) pour tenir compte de l'efficacité de l'appareil de chauffage (η sera proche de 1 si l'appareil est bien isolé de l'extérieur). La puissance communiquée à l'huile par la résistance sera :

    Ph = η.U2/R

    Durant le temps t de passage d'une molécule dans le dispositif, la masse d'huile qui aura subi le chauffage sera :

    M = ρ.D.t

    avec M en kg, ρ la masse volumique en kg.m-3 et D le débit volumique en m3.s-1.

    Cette masse aura reçu une énergie :

    Q = Ph.t

    L'huile présente une certaine capacité thermique (autrefois appelée « capacité calorifique ») qui donne, pour une quantité de matière déterminée, le rapport entre l'énergie communiquée sous forme de chaleur et l'élévation de température résultante. Une distinction devant être faite entre les différentes conditions d'évolution possibles des paramètres physiques (volume et pression), on prendra ici la valeur de la capacité thermique massique à pression constante cp, exprimée en J.K-1.kg-1.

    cp = Q / { (T2-T1).M }

    T1 et T2 sont respectivement les températures de l'huile à l'entrée et à la sortie du dispositif.


    On en déduit donc la formule :

    R = η.U2 / { cp.(T2-T1).ρ.D }


    EDIT: grillé par Dudulle
    Dernière modification par PA5CAL ; 25/05/2010 à 15h27.

  14. #10
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Petit ajout à mon message précédent: Pour réguler la température d'huile il n'y a pas besoin de grand chose; une sonde de ventilateur récupérée à la casse, un petit relais (400W ça commence à faire beaucoup pour ce type de sonde) et éventuellement une petite led pour indiquer que la température est bonne.

  15. #11
    Kissagogo27

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    bjr, il existe des thermo-plongeur 12V, à voir si la puissance de ces appareils sera en adéquation avec vos besoins .

  16. #12
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Petit ajout à mon message précédent: Pour réguler la température d'huile il n'y a pas besoin de grand chose; une sonde de ventilateur récupérée à la casse, un petit relais (400W ça commence à faire beaucoup pour ce type de sonde) et éventuellement une petite led pour indiquer que la température est bonne.
    Oui, j'ai déja le système de régulation, mais ce que je voulais surtout, c'était le dimentionnement de la résistance !

    Question à Dudulle :
    Sur quel base tu défini le Cp à 2000 ? L'expérience ? Un calcul ? Le pifomètre de précision ?

    Si je prend la formule donnée par pa5cal, les chiffres de Dudulle, et les données que j'apporte, ça donne ceci :

    Mu = 0.5 cas défavorable, la moitiée de la chaleur produite s'en vas !
    U=11V cas défavorable : chute de tension dans les cables
    Cp = 2000
    T2 = 80°C
    T1 = 0°C
    p = 896 kg/m3 (j'ai pesé 1 litre de l'huile que je suis en train de filtrer, elle pèse : 0.896kg)
    D = 120l/h = 33cm3/s (débit max de la pompe, je ne pense pas que ce débit soit atteint, mais bon, il faut bien commencer par qelquechose, j'affinerais après !)

    Ce qui me donne une résistance de 12.8 mOhm
    Donc une puissance électrique de :
    P=U²/R=(11²)/0.0128=9461 W

    Est-ce que c'est cohérent ? Il me semble que c'est beaucoup ...

    Si je met Mu=1, R=0.0255, P=4730W, logique !

    Si je garde Mu=1 mais que je ralenti le débit de moitié par exemple :
    P=2293, logique également

    Et si je joue avec les température, pour voir ...
    T2 toujours à 80, mais T1 à 20°C
    P=1720W
    T2=80, T1=60°C (estimé en régime établi)
    P=573W

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  18. #13
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Cette valeur de 2000 est une valeur moyenne qui correspond à la plupart des types d'huiles.

    Ton calcul est correct, mais...50% d'énergie qui s'en va ça fait beaucoup, et un débit de 120 l/h c'est énorme; une voiture consomme dans les 5l à 7l / 100 km.

    Par ailleurs si tu utilise une résistance en cuivre les fils qui l'alimente vont plus chauffer que la résistance elle même; on utilise jamais de cuivre pour cette genre d'application.
    Je pense que tu devrais suivre le conseil de Kissagogo27; les thermoplongeurs font dans les 300 à 400W en principe, ce qui conviendrait tout à fait.

  19. #14
    PA5CAL

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    L'ordre de grandeur du résultat ne me paraît pas surprenant.

    Pour la capacité calorifique de l'huile, j'ai déjà vu cp≈2000 J/K/kg. Mais j'ai aussi vu des exemples avec des valeurs près de deux fois supérieures. Les huiles, il y en a de toutes sortes.

  20. #15
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par CyrilleG Voir le message
    Question à Dudulle :
    Sur quel base tu défini le Cp à 2000 ? L'expérience ? Un calcul ? Le pifomètre de précision ?
    Après consultation de la "littérature" tu peux prendre 1670 J/kg/°C pour l'huile de friture.

    Pour la capacité calorifique de l'huile, j'ai déjà vu cp≈2000 J/K/kg. Mais j'ai aussi vu des exemples avec des valeurs près de deux fois supérieures. Les huiles, il y en a de toutes sortes.
    4000J/kg/°C ça commence à faire beaucoup, il n'y a pas beaucoup de composés qui ont des Cp aussi haut.

  21. #16
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Cette valeur de 2000 est une valeur moyenne qui correspond à la plupart des types d'huiles.

    Ton calcul est correct, mais...50% d'énergie qui s'en va ça fait beaucoup, et un débit de 120 l/h c'est énorme; une voiture consomme dans les 5l à 7l / 100 km.

    Par ailleurs si tu utilise une résistance en cuivre les fils qui l'alimente vont plus chauffer que la résistance elle même; on utilise jamais de cuivre pour cette genre d'application.
    Je pense que tu devrais suivre le conseil de Kissagogo27; les thermoplongeurs font dans les 300 à 400W en principe, ce qui conviendrait tout à fait.
    Oui, ma voiture conssome entre ces deux valeurs là, mais le caburant qui circule est supérieur à la consommation. En fait, tout le carburant qui arrive à la pompe n'est pas consommé, je crois même qu'il y en a plus qui repars dans le réservoir qu'il y en a de consommé ! Mais effectivement, je ne pense pas (j'en suis même sur) qu'il y ai les 120l/h qui circule.

    Et au lieu d'utiliser du cuivre, qu'est ce qu'il faut utiliser ? Je sais qu'il y à du fil résistif, mais je n'arrive pas à en trouver ... Si quelqu'un a une adresse à pas trop cher ...

    @+

  22. #17
    PA5CAL

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    4000J/kg/°C ça commence à faire beaucoup, il n'y a pas beaucoup de composés qui ont des Cp aussi haut.
    Exact. C'est pourtant une valeur que j'ai déjà lu, sans pouvoir dire si elle est exacte ni à quelle huile et à quelle pureté elle correspond... Seulement pour dire qu'il faudra peut-être se poser la question de la valeur exacte de cp dans le cas présent.

  23. #18
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par CyrilleG Voir le message
    Et au lieu d'utiliser du cuivre, qu'est ce qu'il faut utiliser ? Je sais qu'il y à du fil résistif, mais je n'arrive pas à en trouver ... Si quelqu'un a une adresse à pas trop cher ...

    @+
    Chez Conrad: http://www.conrad.fr/webapps/5m_fil_resistif.html

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  25. #19
    DAUDET78

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Je ne sais pas, mais normalement, on démarre au Fuel et quand le moteur est chaud, on passe à l'huile de récupération? Plus besoin de thermostat, de résistance et ... plus de problème (enfin, si le moulin accepte de tourner à 100% à l'huile végétale .... pas évident)?
    J'aime pas le Grec

  26. #20
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Oui, effectivement, je n'avais pas bien cherché ...

    Mais par contre, il y a un problème à utiliser ce type de fil. En effet pour obtenir une résistance de l'ordre du demi ohm maxi, ça fais un fil de 20cm. Dans ce cas, la surface d'échange thermique n'est pas grande ...

  27. #21
    DAUDET78

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Tu mets 4 longueurs de 80cm en parallèle ...
    Tu mets 8 longueurs de 160cm en parallèle ...
    Etc etc ....
    J'aime pas le Grec

  28. #22
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Tu mets 4 longueurs de 80cm en parallèle ...
    Tu mets 8 longueurs de 160cm en parallèle ...
    Etc etc ....
    Oui, c'est une bonne solution !

  29. #23
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par CyrilleG Voir le message
    Oui, ma voiture conssome entre ces deux valeurs là, mais le caburant qui circule est supérieur à la consommation. En fait, tout le carburant qui arrive à la pompe n'est pas consommé, je crois même qu'il y en a plus qui repars dans le réservoir qu'il y en a de consommé ! Mais effectivement, je ne pense pas (j'en suis même sur) qu'il y ai les 120l/h qui circule.
    Je ne connais pas bien les moteurs diesel, mais ça m'étonnerait que le carburant retourne en partie dans le réservoir.
    Les pompes a carburant ont effectivement un débit beaucoup plus important que ce qui est nécessaire, mais ce débit est bridé pour n'utiliser que ce qui est véritablement consommé.
    Et une chose est sure; si tu bricole une résistance prévue pour chauffer 120 l/h de 0 à 80°C tu vas mettre ta batterie à plat.

  30. #24
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Je ne sais pas, mais normalement, on démarre au Fuel et quand le moteur est chaud, on passe à l'huile de récupération? Plus besoin de thermostat, de résistance et ... plus de problème (enfin, si le moulin accepte de tourner à 100% à l'huile végétale .... pas évident)?
    Oui, c'est presque ça !

    Je prévois de démarrer au gazoil (le fuel c'est strictement interdit, plus que l'huile ...), une fois que le moteur est chaud, je bascule à l'huile. Mais il est tout de même nécessaire de chauffer un peu à l'électricité pour compenser la variation de température. J'ai déja essayé de rouler à 100% sans résistance, ça atteint à peine 60°C, c'est un peu limite ...

    @+ Cyrille

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  32. #25
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Je ne connais pas bien les moteurs diesel, mais ça m'étonnerait que le carburant retourne en partie dans le réservoir.
    Les pompes a carburant ont effectivement un débit beaucoup plus important que ce qui est nécessaire, mais ce débit est bridé pour n'utiliser que ce qui est véritablement consommé.
    Et une chose est sure; si tu bricole une résistance prévue pour chauffer 120 l/h de 0 à 80°C tu vas mettre ta batterie à plat.
    Si si, j'en suis sur ! Même sur les voiture essence, c'est le cas ! Toutes les voitures avec des pompes électriques en essence ont des retours au réservoir ! En gros depuis le début des années 80, c'est comme ça. Sauf exception bien sur ...
    Si tu as l'occasion d'ouvrir le capot d'un diesel (sans les caches sur les voitures moderne ...), tu regarderas les injecteurs, tu verras des tuyaux metalliques arriver dessus, mais tu verras aussi des tuyaux souples sur les cotés de chaque injecteurs qui se relient entre eux. Ces tuyaux sont ensuite reliés sur un autre tuyaux qui vient de la pompe à injection. Tous ces tuyaux sont les retours carburant et retournent donc au réservoir !

    @+

  33. #26
    DAUDET78

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par CyrilleG Voir le message
    J'ai déja essayé de rouler à 100% sans résistance, ça atteint à peine 60°C, c'est un peu limite ...
    Si tu mets un échangeur avec la culasse (ou avec le réseau d'huile moteur, par exemple dans le carter) tu arrives à beaucoup plus.
    J'aime pas le Grec

  34. #27
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Si tu mets un échangeur avec la culasse (ou avec le réseau d'huile moteur, par exemple dans le carter) tu arrives à beaucoup plus.
    Avec le liquide de refroidissemnt, en direct sortie de la culasse, il est effectivement à 80°C, mais si tu roule pépère, et surtout si tu est en descente, il redescent très vite. De plus le rendement de l'échangeur n'est pas de 100%, il y a donc quelques petits degrés qui s'en vont aussi par là.
    Au niveau de l'huile lubrifiant, j'y ai déja pensé aussi, mais c'est tout de même plus risqué si il y a un soucis ... De plus, si on refroidit trop l'huile, j'ai peur que le moteur n'appécie pas de trop ...
    J'ai déja lu quelque pars que le refroidisseur d'huile (en fait un échangeur thermique entre l'huile et le liquide de refroidissement) avais deux fonctions :
    1. Refroidir l'huile évidemment,
    2. Etablir une relation de température entre l'huile et l'eau de manière à stabiliser les températures des deux fluides.
    Je n'en sais pas plus ...

    @+

  35. #28
    DAUDET78

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    Sur une voiture "normal", il n'y a pas de radiateur d'huile. Si tu pompes des calories sur le circuit d'huile, c'est autant en moins pour le circuit de refroidissement de l'eau. Ce n'est pas parce que tu fais fonctionner ton chauffage habitacle que ton moteur est plus froid.
    J'aime pas le Grec

  36. #29
    CyrilleG

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    En fait, sur beaucoup de voiture, il y en a ...

    Le plus souvent, c'est au niveau du filtre à huile. Tu as un "serpentin" d'eau qui passe autour de l'arrivée d'huile.
    J'ai actuellement une R21 turbo D, elle en a un. Par contre le diesel sans turbo n'en a pas. J'ai eu un express 1.9D, il en avais un. Pratiquement toutes les renault avec le moteur F8Q (le 1.9D) en ont un. Je sais aussi que les BX en on eu aussi (donc 205, 306 etc ... aussi). Et à mon avis tous les HDI, TDI etc ... en ont aussi !

    @+

  37. #30
    tazar97180

    Re : Besoin d'aide pour calcul résistance bobinée

    une calculatrice vérifiée sur la page:
    http://www.h2osmose.com/ecogwada/fri...05/calculs.htm

    et une discussion sur
    http://ecogwada.actifforum.com/ecolo...mergee-t20.htm
    de quoi faire
    bonne continuation

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