Effet de la vitesse sur le refroidissement d'un moteur à explosion.

[invitef4813e7b]

Bonjour,

Je chercher la formule qui permet de connaitre la relation entre la vitesse d'un véhicule et le refroidissement de son moteur par son radiateur d'eau.

Pour un radiateur de surface constante S, si je vais plus vite, je refroidis mieux et peux donc me contenter d'une surface de radiateur S' où S' < S. Je ne retrouve pas la formule qui fait la relation avec la vitesse.

Merci d'avance pour votre aide,
Phil

[invite89ebdb79]

Y'a pas de "formule" toute faite, c'est un calcul d'échangeur thermique air/eau ...

[invitef4813e7b]

Soit, mais où chercher pour dégrossir le calcul ?

[zoup1]

Je ne suis pas vraiment un spécialiste de la chose, mais je pense qu'une des points tourne autour l'efficacité du refroidissement du système de transport de l'eau par l'air, Celui vi va dépendre de l'efficacité de la diffusion thermique à travers les couches limites qui existent autour des échangeurs air/eau. J'aurais tendance à penser que l'épaisseur de ces couches limites varient comme la racine carré du nombre de Reynolds, soit comme la racine carrée de la vitesse de l'écoulement et donc du véhicule. Ensuite, il faudrait voir ce que tout cela donne sur les flux de chaleur...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite89ebdb79]

Dans un cours de thermodynamique ...

Les paramètres sont de mémoire :
Q1 débit massique eau
Q2 débit massique air
T1 entrée eau
T2 sortie eau
T3 entrée air
T4 sortie air
P entrée eau
P entrée air
dP eau
dP air
S d'échange
K coef global d'échange en fonction des régimes turbulents ou laminaires coté eau et coté air
Chaleur massique eau
Chaleur massique air

Regarde ici, ça à l'air pas mal :
http://www.azprocede.fr/Cours_GC/ech...mperature.html

[invitef4813e7b]

Merci pour votre aide. Je vais creuser tout ça... demain...

Y aurait-il une formule plus basique pour dégrossir ? Du type, si je refroidis correctement à 200 km/h, je vais refroidir à X% d'efficacité supplémentaire à 400 km/h, toute chose égale par ailleurs...

Bonne soirée.

[invite1c20f11a]

Bonjour PhilRosay,

Effectivement j'ai souvenir d'une formule, qui était proportionnelle à la vitesse.
pont

[invitef4813e7b]

Savez vous où je pourrais le retrouver ?
Merci d'avance,
Phil

[invitef4813e7b]

Bonsoir à tous,

Même si la formule ne donne qu'un ordre de grandeur, je suis preneur... Il s'agit de dégrossir quelques hypothèses pour l'instant. Merci d'avance,

Phil

[invitee0b658bd]

bonjour,
si mes souvenirs sont exacts, la pression intervient aussi grandement dans la qualité du refroidissement.
je crois qu'il est preferable, a ces vitesses, d'avoir un convergent -divergent autour du radiateur et de faire baisser la vitesse de l'air en augmentant sa pression pour le passage dans le radiateur
fred

[invite1c20f11a]

Bonsoir,

Non j'ai un vague souvenir, je peux dire qu'il n'y a pas de pression dans la formule et que c'était proportionnel à la vitesse, mais il y avait d'autres facteurs, il faut trouver un cours industriel de thermo. Les échangeurs, c'est traité dedans, par ex je me rappelle qu'il fallait croiser les flux.. C'est malheureux comme on oublie, mais les cours restent il faut les trouver. Ceux qui font de la clim ont aussi besoin de calculer des échangeurs. Il y a des bouquins de clim, assez chers d'ailleurs.
Obs: erreur: un convergent-divergent augmente la vitesse, il ne la diminue pas
pont

[invitee0b658bd]

bonsoir,
exact, convergent divergent juste devant le radiateur suivi d'un convergent pour l'ejection de l'air chaud et éventuellement bénéficier de l'effet meredith

#

Conclusions. -- L'emploi du principe du refroidissement à faible vitesse évite la nécessité d'augmenter la puissance dépensée avec l'augmentation de vitesse pourvu que les conditions à la sortie soient ajustées en fonction de la vitesse.

Par ailleurs les effets combinés de la compressibilité et du transfert thermique du radiateur peuvent réduire à rien la puissance nécessaire au refroidissement si la taille du radiateur est adéquate. De plus, grâce à l'utilisation de la chaleur de l'échappement une poussée appréciable peut être attendue de la présence de l'écoulement de refroidissement.

Enfin l'importance de l'impulsion des gaz d'échappement sur un avion à grande vitesse est soulignée, bien qu'il ne soit fait aucune étude quantitative sur ce point.

tu devrais trouver plein de renseignements précis dans les rapports naca disponibles en libre accés sur le site de la nasa
le problème du refroidissement des moteurs d'avion à pistons à été extrement fouillé entre 1930 et 1945.
dans cette gamme de vitesses, un refroidissement moteur bien concu peut apporter une poussée due à l'expantion de l'air.
de passer d'une trainée de refroidissement à une legere poussée , ce n'est pas negligeable.
fred

[invitef4813e7b]

Merci pour toute cette argumentation. Ma question est surtout centrée sur l'influence de la vitesse sur la qualité du refroidissement sans modification du dispositif (taille du radiateur, forme des diffuseurs...). Il est sur que plus on va vite, mieux on refroidira... mais dans quelle proportion ?... Là est ma question...

[invitee0b658bd]

bonsoir,
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/ca...1993094520.pdf
tu devrais trouver une réponse argumentée ici
a partir de la page 7

[sitalgo]

B'jour,

Pour un radiateur de surface constante S, si je vais plus vite, je refroidis mieux et peux donc me contenter d'une surface de radiateur S' où S' < S.

Si le véhicule va plus vite, le moteur a davantage de chaleur à évacuer.

[invitee0b658bd]

bonjour,
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/ca...1993094446.pdf
ici page 2 il est precisé que la quantité de chaleur evacuée est en premiere approximation une fonction lineaire de la vitesse

la puissance nessecaire pour faire avancer le radiateur et ce qu'il y a autour va augmenter comme le carré de la vitesse
fred

[sitalgo]

Ben oui, grosso modo, une partie est proportionnelle au poids et à la vitesse, l'autre au coef de pénétration et au carré de la vitesse. A 120 km/h plus de la moitié de la puissance sert à la trainée.