Construction réaliste d'un poêle de masse

[xelyx]

Salut wLz,
Oui, tu as absolument raison. Il est important de voir que les formules simples ne sont applicables qu'en régime stationnaire.
Mais, car il y a un mais.....

Je me suis rendu compte que le fonctionnement même du pdm force très rapidement les températures réelles internes à se rapprocher très rapidement du régime stationnaire théorique!
Et c'est même assez surprenant.
Pour ce faire essaie Thermosim en simulant la chute des températures après la flambée. Tu verra très nettement la courbe des températures réelles située en dessous de la droite du régime stationnaire se rapprocher de cette même droite très rapidement. Ce qui fait qu'au bout de 3, 4 heures on pourrait presque confondre la droite et la courbe.Ceci est du à la descente de la droite qui écrase les différences.
ce phénomène est un peu moins marqué lorsque la couche de mat est supérieure à un cm. Et c'est précieux , grâce à cet isolant la courbe va passer au dessus de la droite..... Ce qui se traduit par des écarts de températures de surface d'habillage bien moindres (10-15 degrés)
Fait l'expérience en prenant les températures de Polar Bear. Je crois qu'il serait intéressant d'en rediscuter après.
Pour cette raison aussi,mon expérience avec les 3 murs est trop éloignée du refroidissement d'un pdm. Les grandes capacités thermiques du genre granit ne s'imposent plus aussi nettement.
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[xelyx]

J
Or la diffusivité dépend de la masse volumique et de la chaleur spécifique du matériau.
C'est pour cette raison par exemple qu'en été le mur coté interieur d'une maison isolé avec de laine de verre et un R=5 laissera plus vite passer la chaleur que le même mur isolé avec de laine de bois et un R=5 aussi

La diffusivité n'est pas une vitesse (de diffusion).

La température d'un milieu homogène varie dans l'espace et le temps. En gros, la diffusivité est le rapport constant qui existe entre la vitesse de variation de la température dans le temps et l'accélération des températures dans l'espace .
C'est la fameuse formule cliquez ici

Quand les courbes de températures ,pour un instant donné, deviennent rectilignes par l'écrasement on a T(x,t)= a(t)x+b(t) La dérivée partielle seconde en x de la fonction T°est nulle, donc la dérivée partielle en t est aussi nulle. (adieu le coef D!)
Ce qui implique que la fonction température pour un x donné est constante .Donc T(x,t)= ax+b.C'est à dire que les températures deviennent stationnaires dans le temps.
Et c'est donc pour cette raison , rapidement au bout de 5,6 heures les grosses capacités thermiques perdent pas mal d'éfficacité . Alors que c'est à cet instant ,à la fin du cycle ,que l'on en avait besoin.

Conclusion provisoire: mieux vaut briser cette belle linéarité en augmentant l'épaisseur du mat.Avec cette modification on a une réserve de chaleur pour la fin du cycle.

[invite2eb9f34c]

@ Dedal,

- l'éffusivité, plus elle est élevée, plus le matériau absorbe rapidement de la chaleur
- la diffusivité caractérise la vitesse à laquelle la chaleur se propage par conduction dans un corps, plus elle est faible plus le déphasage est important.

Bonne journée à tous

rudy

[xelyx]

@ Dedal,

- la diffusivité caractérise la vitesse à laquelle la chaleur se propage par conduction dans un corps, plus elle est faible plus le déphasage est important.


rudy

Non, je ne crois pas. Tu peux avoir des variations de températures très grandes en régime stationnaire avec une diffusivité très faible. La représentation graphique est une droite. Et la pente de cette droite est indépendante de la diffusivité.Puisque ce sont des conditions externes au matériau qui impose cette pente.

La formule que j'ai cité plus haut ,qui définit la constante D, montre que plus D est grand plus les bosses dans le graphique de T° en x vont s'effacer rapidement. Plus D est grand plus on se rapproche rapidement d'un régime stationnaire.
Donc D est un indicateur pour la rapidité de réaction dans le temps aux variations de vitesse dans l'espace. ce qui tu en conviendra n'a pas grand chose à voir avec la vitesse de propagation.

[xelyx]

- la diffusivité caractérise la vitesse à laquelle la chaleur se propage par conduction dans un corps, plus elle est faible plus le déphasage est important.



rudy

Je reviens encore sur cette histoire de diffusivité mais liée maintenant au "déphasage".
J'ai fait une expérience très simple. Un mur de 15cm qui subit une atmosphère de 400° d'un côté et 230° de l'autre alors que le mur lui est à 0 degrés. Cette expérience dure 2 heures.
Je prends d'abord 0.4 pour conductivité et 0.5 pour capacité. Résultat 0.8 pour diffusivité et je fait tourner Thermosim
résultat
xelyx_diffusivit%E94-5.jpg
Je remets le mur à zéro degré mais je lui met 2.4 pour la conductivité et 3 pour la capacité. La diffusivité est encore à 0.8! Et je fait tourner Thermosim pour 2 heures
résultat
xelyx_diffusivit%E924-30.jpg
Même diffusivité et mêmes conditions pour le mur et une différence de 100° à l'arrivée!
Ceci montre que la diffusivité n'est pas liée au "déphasage". Car j'ai la même diffusivité mais un déphasage différent! A moins que "déphasage" ait un sens que je ne comprends pas.

[wLz]

Je ne suis vraiment pas un spécialiste de la chose et je ne suis pas sur de bien comprendre tes 2 graphes mais pour moi le déphasage c'est le temps que met le regime "transitoire" à rejoindre le permanent et c'est ce que montrent tes deux graphes pour une même valeur de la diffusivité non?

[xelyx]

On ne va pas s'éterniser une notion très floue: le "déphasage". Cette notion est introduite quand la température qui réchauffe le mur est sinusoïdale ou ,au moins, varie périodiquement. Le chaud le jour, le froid la nuit. Et le mur réchauffé le jour ressort sa chaleur la nuit.Comme si la chaleur suivait un sens unique de l'extérieur vers intérieur.
Beaucoup de documents parlent alors des variations et progression de la température comme d'une vague, d'un front d'une sinusoïde décalée qui progresse dans la matiere j'usqu'a la traverser. Eh bien, je crois que c'est un pur fantasme. Car la chaleur ne se comporte pas comme une vague, ou un mur de chaleur qui progresse. Cette une vision qu'il m'a été impossible de reproduire avec Thermosim. Donc le déphasage , c'est un rêve qui pense mal la diffusivité. Car le job premier de la chaleur s'est d'éffacer les différences.Et elle fait cela parfaitement bien! La plus belle sinusoïde ne résiste pas lontemps à ce rabot à bosses.

[invite7b42e2bd]

C'est le fait de ne pouvoir le reproduire avec "thermosim" qui te fais affirmer que le déphasage de T° est une "notion très floue", "un rêve qui pense mal la diffusivité", voire "un pur fantasme"... ?

C'est pourtant quelque chose que j'ai souvent... ressenti. Une sensation de chaleur (ou de fraîcheur) qui me parvenait décalée, retardée, notamment par une masse plus ou moins inertielle. Et il me semblait bien que l'inertie de la masse en question était lié au décalage (déphasage ?) observé.
Je suis malheureusement bien désarmé et sans formules pour pouvoir pousser plus loin mon propos.


Les T° extérieures, notamment en été, ont pourtant bien cet effet de courbe (sinusoïde ?) à intervalle quotidien.
Et toute la logique du passif climatique par accumulation est bien de contrer cette courbe, de l'aplanir mais en "jouant" activement du déphasage offert par l'inertie de l'accumulation...

Désolé des multiples posts, j'ai apparemment un petit soucis de navigateur...

Suite et fin, donc :
Et quand on fait une flambée quotidienne, on génère bien une courbe de chaleur à intervalle quotidien, et où la masse du PdM est utilisée pour contrer cette courbe, et obtenir une diffusion aussi plane que possible.
Ne serait-ce pas simplement une analogie étroite avec le déphasage recherché et obtenu en architecture climatique et chauffage par accumulation (murs trombes ou assimilés..) ; il m'a toujours semblé que la notion de déphasage était donc là bien réelle.
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[xelyx]

Je ne nie pas du tout que la chaleur transite avec retard dans un mur(le contraire serait un comble ). Ce que je conteste c'est la notion de vague de chaleur, de mur qui progresse comme le mascaret de la Garonne. La sinusoïde amortie image des variations extérieures n'existe plus au bout de quelques heures.Les calculs qui vont avec une vision simplificatrice de la diffusivité ne sont que des trucs de spécialistes plus proche du cassoulet que la science.

La diffusivité est le coefficient théorique qui explique comment les variations de T° dans le temps sont liées aux variations de T° dans l'espace. Les calculs faits par Thermosim sont directement inspirés de cette formule théorique. Donc si tu crois à la notion de diffusivité tu peux faire confiance aux images délivrées par Thermosim.

[invite7b42e2bd]

Si j'arrive à suivre ce que tu dis c'est que la courbe de chaleur s'efface d'elle-même dans le temps (...?). Mais ce qui doit être valable pour un modèle mathématique, donc théorique, échappe peut-être à l'usage réel de la question selon les condition particulières de cet usage. C'est à dire... si nous sommes, disons, impactés assez tôt par la courbe en question, elle est - encore - très présente, ce qui nous permet en déphasant les T° chaudes de la journée pour les mixer avec les T° fraîches de la nuit, de réguler une T° globale stable... (exemple de déphasage d'été).
L'usage d'un PdM me semble assez lié sur le principe.

Ce que ne comprend pas bien, c'est ce qui te fait dire que le déphasage est une notion floue... ? Au maximum, c'est un phénomène qui s'amoindrit.
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[xelyx]

Si j'arrive à suivre ce que tu dis c'est que la courbe de chaleur s'efface d'elle-même dans le temps (...?). Mais ce qui doit être valable pour un modèle mathématique, donc théorique, échappe peut-être à l'usage réel de la question selon les condition particulières de cet usage. C'est à dire... si nous sommes, disons, impactés assez tôt par la courbe en question, elle est - encore - très présente, ce qui nous permet en déphasant les T° chaudes de la journée pour les mixer avec les T° fraîches de la nuit, de réguler une T° globale stable... (exemple de déphasage d'été).
L'usage d'un PdM me semble assez lié sur le principe.

Ce que ne comprend pas bien, c'est ce qui te fait dire que le déphasage est une notion floue... ? Au maximum, c'est un phénomène qui s'amoindrit.
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A priori oui, le pdm est basé sur le même principe. Sauf que le le pdm a 22 heures pour envoyer ses kW.h avec un différence de température moyenne de 100°.
Un mur d'épaisseur double avec une différence de température de 30° 40° maximum (donc une moyenne de 20°)arriverait à transfère ses kiloWatts en moins de 12 heures? Il me semble clair que la chaleur absorbée le jour va sortir du côté où la température est la plus froide. C'est à dire du côté extérieur.

Il n'y a pas de vague de chaleur à l'intérieur du mur à un instant donné. La chaleur absorbée pendant les heures chaudes augmente les températures des couches les plus externes mais ces kWh ne vont pas traverser tout le mur. Par manque de temps.En mois de 8 heures après l'absortion le flux change de signe.
En faisant marcher Thermosim, et en simulant des variations de t° de +60 à -20° on voit un effet retard de +3° à -3° sur 2 3 heures.Ceci est du au basculement de la courbe quand le flux d'énergie s'inverse. On est loin du rêve "le mur est chaud à l'extérieur et froid à l'intérieur le jour, et inversement la nuit" c'est à dire d'un "déphasage" de 12 heures;
Le seul truc indiscutable c'est l'importance de l'inertie pour effacer les différences de températures. Comment faire la différence entre l'effet de l'inertie lié au volume et à la capacité thermique ,et l'effet "déphasage" lié parait-il à l'éffusivité?

[caillou]

macarbra,

tu m'intéresse bigrement avec tes poeles et injecteurs et consort. Aurais tu qq images ou photos de tes fabrications à nous montrer. Ce que tu décrit correspond assez bien à ce que je cherche à faire en brique. De plus Rudy semble aussi intéréssé par le rocket stove ainsi que sa femme (attention Rudy, qu'elle ne soit pas séduite que par le pdm après...) je rigole hein, bonjour à Mme !) Mais tu as bien raison, on voit les pragmatiques : pas de vitrage = pas de corvée de nettoyage, bois d'un mètre = moins de coupe bravo. Montre nous les dessins de Mme. Enfin, on va pouvoir apporter une alternative aux finlandais.

[caillou]

Tiens, une petite alternative, j'ai vu ça au salon éco bio ce we à besançon, un poele en kit à monter soi-même, environ 900 kg, 2500 euro environ HT à voir http://www.kachelofe.com/Poeles-kit/...esentation.htm
J'en ai profité pour bien regarder, le poele était désossé, le bonheur...J'ai pas osé rester trop longtemps car mes questions sont un peu trop précises alors qu'il va déposer un brevet, c'est pas le moment de lui piquer ses idées.

[invite2eb9f34c]

Bonsoir à tous,

@ Mac : je met en ligne l'article parue dans LME, sur les Flex oven. J'ai les plans de ce modèle modélisé sur Autocad. Si tu les veux n"hésites pas.

@ Caillou : ma femme a été traumatisée dans sa jeunesse par le nettoyage de la vitre !

Allez je vous souhaite bonne soirée à tous.

rudy

Désolé, le copie intégrale d'un article soumis à droit d'auteur n'est pas possible.
La pièce jointe n'a pas été validée.
Philou67 pour la modération.

[invite2eb9f34c]

Oups pardon, j'avais pas pensé !

Bon ba ceux que ca interesse, je peux les passer par mail !

Rudy

[Philou67]

Il est peut-être utile de préciser le numéro du magazine pour ceux qui voudraient le commander : La maison écologique, février/mars 2007, N°37.

[inviteaa73d357]

@philou, merci ,modérons nous... je vais acheter LME, ça vaut le coup de toute façon..

@cailloux,ruddy et sa femme,
heureux de trouver des expérimentateurs ...
je ne suis pas très bon en autocad mais je vais essayer de dessiner mes foyers acier qui sont je pense une bonne base en terme de combustion.. malheureusement je n'ai jamais pu faire de mesure sérieuse (CO,T°) contrairement à beaucoup ici avec une rigueur scientifique ..
les calculs de Xelix par éxemple ou les mesures de Polar bear, doivent ètre bien analisés car cela détermine le choix d'expatrier la masse d'accumulation ou de la concentrer autour du coeur..
pour notre idée que le foyer soit à plat ou même complètement inversé ne pose à priori peu ou pa

[inviteaa73d357]

de probleme(pardon fausse manip) en terme de chaleur produite, (s'inspirer des chaudières inversées qui marchent fort) mais par contre si la masse d'accumulation est trop étalée le rayonnement sera vertical, si la chaleur du coeur doit migrer et qu'il est isolé de l'accu, il fera trop chaud autour du foyer au détriment de la charge de l'accu...
diantre! j'édite ma dernière idée en date: foyer à plat à combustion inversée intégré à un banc ( genre canapé lit)190cm/300cm /70hauteur avec une hauteur sous plancher(pour rattraper la roche solide en dessous) 30cm..
rha! faut que je vous fasse un plan pour qu'on en discute..
voici mon mail: ### Merci d'utiliser les messages privés pour nos infos privés non modérables

[inviteaa73d357]

@rudy
veux bien les voir ces plan FOven... merci

[xelyx]

Si j'arrive à suivre ce que tu dis c'est que la courbe de chaleur s'efface d'elle-même dans le temps (...?). Mais ce qui doit être valable pour un modèle mathématique, donc théorique, échappe peut-être à l'usage réel de la question selon les condition particulières de cet usage. C'est à dire... si nous sommes, disons, impactés assez tôt par la courbe en question, elle est - encore - très présente, ce qui nous permet en déphasant les T° chaudes de la journée pour les mixer avec les T° fraîches de la nuit, de réguler une T° globale stable... (exemple de déphasage d'été).
L'usage d'un PdM me semble assez lié sur le principe.

Ce que ne comprend pas bien, c'est ce qui te fait dire que le déphasage est une notion floue... ? Au maximum, c'est un phénomène qui s'amoindrit.
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salut dedal,
Tu as raison. Le décalage existe bien et il n'est pas flou comme je l'ai prétendu. J'ai bricolé un simulateur pour me prouver l'inanité et la faiblesse de l'idée de décalage. Bon, ce que j'ai vu m'a prouvé le contraire.
Voici ce que l'on obtient avec un peu de patience: cliquez ici

[caillou]

macarbra,

### demande prise en compte
J'ai le magazine en question et je trouve qu'il n'est pas assez explicite et j'ai un gros doute sur le tirage car il est quand même fort long ce banc. J'ai fabriqué un banc que je vais démonter en sortie de mon pdm actuel nunna car il ralenti trop le tirage d'une part, et il n'accumule pas assez. Je vais le modifier pour une trajectoire plus linéaire et essayer d'inclure la notion de cloche si cher à kuznetzov.
Le projet dont on discute rassurez vous c'est pour mes parents car ils ont un poele tole sans tirage et ils galèrent pour faire du feu. Donc c'est un vrai projet.
Je n'ai pas autocad mais peux t on voir ton projet quand même Rudy ?

[invite2eb9f34c]

@cailloux,ruddy et sa femme,
heureux de trouver des expérimentateurs ...
je ne suis pas très bon en autocad mais je vais essayer de dessiner mes foyers acier qui sont je pense une bonne base en terme de combustion..

Bonjour,

d'après ce que j'ai pu comprendre cela ressemble fort au modèle de poêle que j'ai (acier + fonte, rond, cloche, AP + AS + turbo). y'a pas de doute ça chauffe. j'ai pensé à refaire ce foyer en brique mais il faut trouver la bonne brique réfractaire en arc de cercle.

@ caillou : dès que les plans seront montrables (les nouveaux) ils sersont mis sur le site !


Dedal, peux tu m'envoyer ton adresse mail par MP ou faire du ménage dans tes MP...a pu de place !!!

Bonne journée à tous,

cordialement

rudy

[invite90bb2978]

Merci à Rudy pour l'article. En fait je l'avais déja lu et bien qu'il soit interessant pour qui veut s'y mettre, sans forcément avoir la science de Xelyx, il confirme ce que je pense de ces poeles. En l'état, la combustion ne peut pas être optimisée faute de controle sur l'AP et l'AS.
Connaisseurs de tout poil, à vos sketchup et autres.

riri

[invite2eb9f34c]

Ouf, Riri pense comme moi ! plus qu'à faire des propositions moi maintenant....

[inviteaa73d357]

ouf! moi aussi, on n'est pas mal vu de pas vouloir faire comme les autres, nomdijùù, j'ai pas pu trouver le num°37 de LME..
je ne peux malheureusement pas confronter mon système à celui dont j'ai pas lu l'article s'y référant.. mais le soucis de gérer proportionnelement l'air primaire et secondaire me parait réalisable.. même en brique..à moins que le foyer décrit ai la gueule ouverte en grand?
pour ces histoires de briques en arc de cercle , peut etre que des briques parralèpipèdiques mises à plat et montées sur un gabarit rond permettrait d'imiter la courbe... et les quelques aspérités crées par les crénaux serait bienvenu pour les turbulences tant recherchées... au besoin tailler le bord des briques en biseau.. plus facile que de commander des briques en arc..
pour ma part je dispose de briques bonny B40 SFI de récup, et d'un bon nombre de parpaing de formes et dimension variée(même terre que les briques) qui me permettront j'espère de faire quelque voutins..

[inviteaa73d357]

on frime avec nos poelle en acier ,mais! pour un pdm et pour une combustion mieux que bien, j'ai vraiment la sensation au vu des réalisation ici, que les briques du coeur doivent etre parcouru à l'extérieur par les gaz(très chauds) sortant de la zone de décompression.. canaux horizontaux sur les cotés du coeur et même en dessous.. il faut réchauffer ces briques , ça n'est pas comme l'acier.. qui chauffe très vite..

à bientôt .. amicalement , mac

[invite2eb9f34c]

Le poêle a effectivement la gueule grande ouverte, mais rien nous empêche de le fermer !

[wLz]

Voici ce que l'on obtient avec un peu de patience: cliquez ici

Salut, elles correspondent à quoi les deux courbes du bas? (bleu et verte)

[xelyx]

La courbe bleue est la température forcée sur la face externe du mur (à gauche).C'est une vraie sinusoïde. La courbe verte est la courbe des températures résultantes sur la face intérieure du mur.

J'espérais montrer que le mur avait son propre rythme. Donc que les périodes des deux courbes étaient différentes . Ben, pas du tout, les périodes sont les mêmes! Le rythme de l'intérieur est exactement celui de l'extérieur , avec un décalage dans le temps: le déphasage.
Le déphasage existe: je l'ai touché du doigt....Saint Math(ieu)

[invite90bb2978]

Le poêle a effectivement la gueule grande ouverte, mais rien nous empêche de le fermer !

D'accord mais dans ce cas tu ne peux plus mettre des buches de 4M!