Bonjour à tous.
but: déterminer la contrainte max s'exerçant sur la pale d'une eolienne
données: Puissance nominale moyenne = 20 kW
diametre rotor = 12m
Vitesse de rotation max = 40 tr/min
J'ai essayé de determiner la vitesse du vent et j'ai trouvé environ 5m/s.
Pourriez-vous donc m'aider à résoudre ce problème de rdm svp.
Un grand Merci d'avance et bonne journée à tous.
boujourEnvoyé par tonio della vega
La puissance P est egale au couple x vitesse de rotation
P = W * C = >> 20 000 = 2*Pi * 40/60 * C
Couple en N m = 20 000/( 6,28 *0,66 )
merci pour le calcul du couple, mais j'ai besoin de determiner la contrainte max sur les pales ( à l'arret pour maximiser) pour pouvoir ensuite choisir le type de materiau adequat.
Re-merci et re à toute.
Re bonjour,
Je ne suis pas specialiste en aerodynamisme ni en eolienne, mais si personne propose mieux, je pense que l'on peut faire une 1° estimation.
Nous avons une estimation du couple, c'est a dire de la force perpendiculaire à la pale et dans son plan de rotation
Si tu connais le pas, on peut faire une estimation de la contrainte perpendiculaire au plan de rotation. ( composition vectorielle des forces )
Reste aussi à imaginer les vitesses limites des vents pour eviter des deteriorations suite à des coups de vents violents
bonjour
il me semble qu'il y a un petit souci dans tes données
a moins que je ne me sois trompé dans l'application numerique, la puissance maxi que tu peux esperer d'une eolienne de 12 m de diametre avec un vent de 5 m/s est de l'ordre de 5 Kw
la puissance maxi extractible d'une veine d'air est Pmax = 8/27 * rho* S * V^3
de plus les 40 tours/minute donnent un rapport de 5 entre la vitesse du bout de pale et la vitesse du vent, ce rapport semble trés faible ( et si il est reel limite severement les performances)
Je te conseille de faire le point sur tes données avant de te lancer dans les calculs
fred
Re bonjour
Je confirme en effet ces données, tu peux faire une evaluation optimiste de la puissance disponible
Ton eolienne de 12m de diametre presente une surface de S=Pi *12²/4 = 108 m² environ
Le volume d'air traversé à 5 m/s est 540 mcubes
la densité de l'air est 1,3 kg /m cube
cela represente une masse d'air de 600 kg
L'energie cinetique de cette masse d'air par seconde est donc
E negie /seconde ou puissance = 1/2 *600 * 5² = 7500 W
Avec un rendement de 100 % les 20 KW sont loins........
bonsoir,
aprés pour determiner les contraintes, il faut un peu plus de renseignements sur la geometrie exacte de l'eolienne.
Un plan complet des pales avec les profils utilisés , les cordes et les calages
bien evidemment le nombre de pales
le principe de limitation de puissance
la vitesse de survie esperée
donc un gros paquet de données
fred
bonsoir,
une facon plus simple et plus basique de trouver les efforts sur l"eolienne est de calculer de combien l'eolienne a diminué la vitesse dans la veine d'air considerée, tu peux en deduire une pression sur le disque balayé par les pales de l'eolienne, tu reparti cette pression sur les pales. Cela te donnera une premiere approximation des forces exercées sur une pale. Aprés pour la contrainte maxi, il faut toujours la geometrie precise de la pale
fred
bonsoir,
si tu veux voir les courbes de puissance d'une eolienne comparable
http://joliet-europe.com/eolienne-cyclone20kw.htm
tu verras qu'a 5 m/s on est aux alentours de 3 Kw pour un rotor de 10 m de diametre
soit en interpolant pour un rotor de 12 metre, 44% de plus soit 4.5 kw
fred
Salut,
Sur quel profil de pale te bases-tu ? Si tu as le profil tu dois pouvoir trouver l'inertie de chaque section de pale. En ce qui concerne les forces aerodynamiques, idem il te faut les profils.
Bon, mais sinon sur une petite eolienne, pas besoin de s'embêter je pense que tu peux raisonnablement faire tes calculs sur le modèle d'une poutre encastrée (section variable peut-être...) ... et tu vas certainement trouver qu'il te faut dimensionner la pale en deplacement, et non en contrainte.
Pour les forces, choisis une charge lineique constante pour chaque section (rayon= x) avec (c=corde, Cd = coeff de traînee) :
en N/m
Pour estimer Cd -constant sur la pale si tu n'as pas des données- disons 1.3-1.4 je pense. Pourrais-tu nous donner plus de détail sur les pales en elle même (materiau, structure ) ?
Concernant les dimensions de l'eolienne:
D'où
Ca ce tient non, cette idee de 20 kW ? http://www.energyenv.co.uk/WindPowerKits_20Kw.asp
Du coup là... je pense qu'il faut faire quelques calculs de dynamique... mais bon, on rentre dans le domaine pro là
bon courage
Bonjour,Salut,
Sur quel profil de pale te bases-tu ? Si tu as le profil tu dois pouvoir trouver l'inertie de chaque section de pale. En ce qui concerne les forces aerodynamiques, idem il te faut les profils.
Bon, mais sinon sur une petite eolienne, pas besoin de s'embêter je pense que tu peux raisonnablement faire tes calculs sur le modèle d'une poutre encastrée (section variable peut-être...) ... et tu vas certainement trouver qu'il te faut dimensionner la pale en deplacement, et non en contrainte.
Pour les forces, choisis une charge lineique constante pour chaque section (rayon= x) avec (c=corde, Cd = coeff de traînee) :
Pour estimer Cd -constant sur la pale si tu n'as pas des données- disons 1.3-1.4 je pense. Pourrais-tu nous donner plus de détail sur les pales en elle même (materiau, structure ) ?
Concernant les dimensions de l'eolienne:
D'où
Ca ce tient non, cette idee de 20 kW ? http://www.energyenv.co.uk/WindPowerKits_20Kw.asp
Du coup là... je pense qu'il faut faire quelques calculs de dynamique... mais bon, on rentre dans le domaine pro là
bon courage
Si tu refaits mon calcul avec un vent à 8m/s la puissance du vent traversant l'eolienne atteint alors 36 kW
alors tout est possible pour 20 kW
En regardant sur le site que tu indiques, il faut un courabt d'air de 11 m/s pour extraire 20 kW avec l'eolienne decrite.
Je ne sais pas dire si on peut faire mieux et tirer 20 kW avec un vent de 8m/s ,
Salut,
Non, là il n'y a pas d'espoir. Le rendement (Cp) max de l'eolienne se situe vers 10-12 m/s generalement (http://upload.wikimedia.org/wikipedi..._Frequency.png). Sur les grandes eoliennes, c'est du genre Cpmax=0.9B, sur une eolienne maison ca sera bcp moins... Mais bon, dans l'absolu tonio finira bien un jour de grand vent par sortir 20kW, hopefully
bonjour,
Le site http://www.energyenv.co.uk/WindPowerKits_20Kw.asp indique que pour une eolienne equipée de 3 pales et avec un vent de 10 m/s la puissance extraite est de 10 kW
Si on instale une double helice sur le même axe ( 2 helices' decallée de 60°), les pales ne se perturbent pas car encore assez eloignées, la puissance extraite pourrait être theoriquement de 20 kW.
Evidemment il faudrait revoir les calculs de resistance des supports
Le raisonnement est il exact ?
