Poussée d'Archimède et Montgolfières

[LPFR]

Bonjour.
Avez-vous trouvé la conductivité thermique de l'enveloppe ?
Au revoir.
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[invitea429eda9]

Bonsoir et merci pour l'intérêt que vous portez à mon sujet. Le vendeur de tissu m'apprends qu'il n'est pas apte à me donner des indications techniques, hélas. Quelques recherches sur internet concernant la conductivité thermique du nylon 6.6 donnent une valeur de 0.25 W/mK. A partir de là, en partant du principe que cette valeur peut s'appliquer à mon tissu, savez-vous comment calculer la déperdition thermique? J'avais oublié de préciser la surface du ballon de 2000m3 qui est de 768m2. Merci pour vos réponses. Au revoir.

[LPFR]

Bonjour.
On peut utiliser cette valeur mais il faut, en plus, l'épaisseur de la toile.
Au revoir.

[invitea429eda9]

Bonjour. Je suis de retour après une semaine de vacances. Merci pour votre réponse, on avance on avance ! Concernant le tissu, j'en ai un échantillon devant moi, mais concernant ses caractéristiques, à part qu'il pèse 90g au mètre carré, comment mesurer avec précision son épaisseur ? Au revoir.

[LPFR]

Bonjour.
Il faut au moins un pied à coulisse. On trouve des électroniques qui mesurent au 1/100 de mm pour 10 ou 20 €.
Pour augmenter la précision on peut mesurer 16 épaisseurs de la toile en la pliant 4 fois, en faisant attention qu'il n'y ait pas de plis dans la zone de mesure. Mais c'est peut-être inutile si l'appareil mesure au 1/100 de mm.
Au revoir.

[invitea429eda9]

(Re-) bonjour. Génial, je m'occupe de ça. Un grand merci pour la réponse rapide, bonne journée.

[invitea429eda9]

Bonjour, Je viens de mesurer l'épaisseur de mon tissu, soit 0,1 mm. Dans l'attente de la précieuse réponse ! Merci, au revoir.

[LPFR]

Bonjour.
Désolé, mauvaise nouvelle.
La chaleur passe par convection de l'air intérieur à la toile. Puis, par conduction à travers la toile, vers la surface externe et de la surface externe, à nouveau pas conduction, à l'air extérieur.
Le plus risqué est l'estimation du coefficient de convection à prendre: il dépend de l'orientation des surfaces (de horizontale verticale). Il peu varier de 7 à 14 W/(m² °C). Je prends 10 pour l'ensemble de la toile. Cela fait que la puissance qui traverse la toile (par convection) est de 7680 W/(m² °C).
Il s'avère que la chute de température à travers la toile, pour une telle puissance qui la traverse est négligeable, compte tenue des approximations que l'on fait. Elle correspond à 1/250ème de la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Soit 0,3°C.
Donc, pour une différence de température de 70°, la puissance qui traverse la toile est de 537 600 W.
La capacité thermique de l'air est de 1 kJ/(Kg. °C). Celle du ballon sera 2 000 000 J/°C.
Donc la vitesse de chute de température de l'air sera de 537600 / 2000000 = 0,27 °C/s.
Ce qui nous donne une constante de temps de 70/0,27 = 260 s.
Cela veut dire que pour passer de 90° à 46°C il ne mettra que 260 s (4 minutes et 20 s).

La situation réelle est peut-être "moins pire", car j'ai fait le calcul comme si l'air à l'intérieur du ballon était toujours à la même température partout. C'est une hypothèse raisonnable si les temps sont longs. Mais il me semble que les 2000 m3 doivent mettre bien plus que ça pour se mettre en équilibre. Car l'air est un très mauvais conducteur de la chaleur et l'équilibre ne se fait que par le mélange dû à la convection.
Donc, il est probable qu'une couche descendante d'air à l'intérieur du ballon, en contact avec la surface soit nettement plus froide que la température moyenne du ballon, et que l'échange de chaleur soit plus lent.
Mais je ne suis pas armé pour faire ce type de calcul.
Au revoir.

[invitea429eda9]

Bonsoir. Effectivement, si le calcul est brillant, le résultat est sinistre !... Nous voici loin de la durée requise pour mener à bien mon projet de concert en montgolfière, soit une heure environ. Je vais donc me pencher sur d'autres solutions, peut-être intégrer un vrai brûleur que j'actionnerai quand je ne jouerai pas...Merci en tout cas pour votre aide. Bonne soirée.

[invitea429eda9]

Bonjour.

Me revoici après un temps de réflexion, de maturation. Je pense avoir trouvé une solution qui s'exprime en ces termes : puisqu'il n'est pas possible de pré-chauffer le ballon au sol avant décollage suffisamment pour qu'il reste en l'air pendant une heure au moins, je dois bien embarquer un moyen de chauffage. La manipulation d'un brûleur de montgolfière me semblant inappropriée dans ce cas j'ai pensé aux brûleurs de fours de potiers. L'idée est non pas d'avoir une flamme très puissante et ponctuelle comme celle des brûleurs de montgolfières, mais une flamme moins puissante et continue. J'ai trouvé un brûleur qui génère 80 KW de puissance.
Que pensez-vous de cette solution?

Merci pour votre réponse.

Bonne journée

[LPFR]

Bonjour.
J'avais calculé les pertes thermiques de la montgolfière (avec des hypothèses simplificatrices) et j'avais trouvé 537 kW.
Alors, vous êtes bien en dessous avec vos "minables" 80 kW.
Pourquoi pas un ballon à l'hélium. Il sera plus petit et il restera "indéfiniment" en l'air.
Au revoir.

[invitea429eda9]

Merci pour cette réponse très rapide ! Pourquoi pas l'hélium? Tout simplement parce que le coût du gonflage s'élève à 3000 euros...
Mais je n'ai pas dit mon dernier mot !
Au revoir et encore merci

[invitecaafce96]

Incroyable ! Les brûleurs pour les ballons arrivent à 7 MW...

[invitea429eda9]

Bonjour !

Bon, alors voilà, j'ai trouvé un autre genre de brûleur : brûleur torche multi venturis spécialement conçu pour les applications industrielles, fonctionnant au propane. Puissance : de 300 à 650 KW. Moins minable non?

(Impossible de joindre une image, j'ai du mal avec la gestion de fichiers à envoyer...)

Par contre, je ne suis pas sûr de bien comprendre la logique concernant la déperdition thermique à travers les parois du ballon. Nous en étions à 537 KW. Est-ce que cela veut dire qu'il suffit de compenser cette déperdition pour obtenir dans la ballon la température voulue, soit 100°C?

J'y arriverai !

Bonne journée.

[LPFR]

Bonjour.
Oui. Avec un brûleur de 650 kW vous arriverez.
Et à la puissance où le bruleur compense les pertes, la température restera constante.
Il faut espérer que le poids soit compatible.
Au revoir.

[invitea429eda9]

Bonjour, j'attends de la part du fabricant les renseignements suivants : poids, bruit de fonctionnement, consommation de gaz/heure, prix.

J'ai une question peut-être très naïve : pourquoi les pilotes de montgolfières n'utilisent pas ce genre de brûleur en fonctionnement permanent, de façon à garder une chaleur constante dans le ballon? Il suffirait ensuite de "coups de chauffe" très brefs avec un vrai brûleur de montgolfière en complément pour avoir une ascension ponctuelle très rapide.

Bonne soirée et merci.

[ansset]

en fonctionnement permanent ça consomme beaucoup plus ( donc plus de poids aussi au départ )
et à quoi cela peut-il servir , sachant qu'un ecart suffisant de temp suffit à rester à altitude constante et au début à monter.
le but d'une mongofière n'est pas d'être une "fusée".

[invitea429eda9]

Bonjour, il s'avère que le type "brûleur industriel" ne convient pas car beaucoup trop gourmand en ressource et trop bruyant en usage continu. Je me résous donc à utiliser un vrai brûleur de montgolfière, que j'actionnerai moi-même. J'ai quelques questions concernant la fabrication du ballon lui-même, mais je ne sais pas si c'est le bon endroit pour les poser ? J'essaie tout de même : 1) est-il possible à votre avis de contenir le ballon (à air chaud) dans un filet, comme les montgolfières anciennes, lequel remplacerait les sangles verticales, facilitant ainsi la couture des fuseaux et 2) le fait de "fragmenter" les fuseaux de tissu en plusieurs panneaux relève-t-il simplement de l'esthétique ou de la solidité de l'ensemble?
Merci, bonne journée.

[obi76]

Bonjour,

je tiens à vous rappeler que FS n'est pas responsable de ce que vous faites. Si vous n'êtes pas professionnel, je trouve dangereux (limite inconscient) de fabriquer soi-même une montgolfière. Je ferme.

Pour la modération,