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Volume d'Hélium



  1. #1
    Krom78

    Volume d'Hélium


    ------

    Bonjour,

    Est-ce qu'une bouteille contenant 2 m3 d'hélium à 150 bars est suffisante pour remplir deux ballons pouvant chacun contenir 5 cubic feet (soit 140 L, soit 0,14 m3) d'hélium ?

    N'y a-t-il pas une histoire de pression ? Comment ça marche tout ça svp ?
    Merci beaucoup !

    -----

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  3. #2
    f6bes

    Re : Volume d'Hélium

    Bjr à toi,
    Comme tu ne dis pas à quelle pression tu veux remplir tes ballons...on ne peut te répondre.
    A la meme pression (150 bars) tu en as largement pour remplir tes ballons (2x140l =0.28 m3).
    A toi te trouver le moyen de "transfert" qui transvase de l'un ..... dans les autres !
    Tu ne dis pas si c'est un transfert à pression "équilibrée" ?


    A+
    Ben ça marche!

  4. #3
    LPFR

    Re : Volume d'Hélium

    Bonjour.
    J'imagine que ce ne sont pas de ballons capables de fonctionner à 150 bars. J'imagine que ce sont des ballons à pression atmosphérique.
    Dans ce cas, 2 m3 d'He à 150 bars font 300 m3 d'He à 1 bar. Il doit avoir de quoi remplir les ballons.
    Même s'il s'agit des petites bouteilles qui contiennent l'équivalent de 2 m3 à 1 bar, cela doit suffire pour remplir 2 / 0,14 = 14 ballons.
    Au revoir.

  5. #4
    Krom78

    Re : Volume d'Hélium

    Ah ok merci bcp !
    Oui c'est en effet pour remplir des ballons à pression atmosphérique (en fait c'est pour faire un petit dirigeable).

    Donc par exemple si j'utilise une bouteille comme cela : http://www.leaderfete.fr/bouteille-d...le-0-25m3.html
    ça suffirait pour gonfler mes deux ballons ? Sachant qu'un ballon peut contenir 5 cu.ft. (soit 0,14 m3 d'He).
    En fait comme le gaz est sous haute pression, il peut remplir des volumes (à pression atmosphérique) bien plus grand que ce qui est indiqué sur la bouteille (dans le lien ci-dessus il est écrit 0,25 m3 donc en fait je pourrais remplir bien plus que cela), c'est cela ?

    Merci.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    LPFR

    Re : Volume d'Hélium

    Re.
    Deux ballons font 0,28 m3 ce qui est un peu plus que la capacité de la bouteille (0,25 m3). Donc, les ballons ne pourront pas être gonflés complètement (à 90% seulement).
    Vous aurez quelques 40 g de portance en moins pour votre dirigeable.
    A+

  8. #6
    f6bes

    Re : Volume d'Hélium

    Citation Envoyé par Krom78 Voir le message
    En fait comme le gaz est sous haute pression, il peut remplir des volumes (à pression atmosphérique) bien plus grand que ce qui est indiqué sur la bouteille (dans le lien ci-dessus il est écrit 0,25 m3 donc en fait je pourrais remplir bien plus que cela), c'est cela ?

    Merci.
    Bjr à toi,
    Ben il me semble que LFPR t'as dit:
    ".....Dans ce cas, 2 m3 d'He à 150 bars font 300 m3 d'He à 1 bar...."
    T'es pas cousin avec St Thomas tout de meme !
    A+
    Ben ça marche!

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  10. #7
    Eurole

    Re : Volume d'Hélium

    Citation Envoyé par Krom78 Voir le message
    Ah ok merci bcp !
    Oui c'est en effet pour remplir des ballons à pression atmosphérique (en fait c'est pour faire un petit dirigeable).
    Donc par exemple si j'utilise une bouteille comme cela : http://www.leaderfete.fr/bouteille-d...le-0-25m3.html
    ça suffirait pour gonfler mes deux ballons ? Sachant qu'un ballon peut contenir 5 cu.ft. (soit 0,14 m3 d'He).
    En fait comme le gaz est sous haute pression, il peut remplir des volumes (à pression atmosphérique) bien plus grand que ce qui est indiqué sur la bouteille (dans le lien ci-dessus il est écrit 0,25 m3 donc en fait je pourrais remplir bien plus que cela), c'est cela ?
    Merci.
    Bonjour.
    Quelle est la poussée d'Archimède sur 280 l d'helium ?



  11. #8
    LPFR

    Re : Volume d'Hélium

    Citation Envoyé par Eurole Voir le message
    Bonjour.
    Quelle est la poussée d'Archimède sur 280 l d'helium ?
    Re.
    Si l'hélium avait une densité nulle, la poussée d'Archimède serait de 1,3 kg/m3 (densité de l'air) (multiplié par 'g' pour avoir la force). Ou 1,3 gramme par litre.
    Mais comme la densité de l'He est de 4/29 de celle de l'air, la poussée de l'hélium se réduit à 1,3(25/29) g/l = 1,1 g/l.
    Ce qui fait, pour 280 l, le poids de 314 g => 3 N, environ.
    A+

  12. #9
    Krom78

    Re : Volume d'Hélium

    Est-ce que le raisonnement suivant est correcte :

    Pour faire un dirigeable, je dispose d'un ballon (en forme de gélule) dont l'enveloppe peu contenir 5 cu.ft. (cubic feet) d'après les données du constructeur. Or 1 cu.ft. = 28,317 Litres, donc 5 cu.ft. = 141,59 Litres (càd 0,14 m3). Jusque là tout va bien.

    Cela veut-il dire que je peux mettre 0,14 m cube d'hélium dans mon ballon ?

    Si oui, dans ce cas pour calculer la charge utile j'utilise la poussée d'Archimède. Sachant que la masse volumique de l'air vaut 1,293 kg.m-3 et celle de l'hélium 0,178 kg.m-3, j'ai la relation suivante :
    1,293 x 0,14 = 0,178 x 0,14 + M.
    Avec M la masse totale du ballon (comprenant la masse de l'enveloppe + celle de la nacelle).
    Est-ce correct ?
    Si oui cela me donne M = 156 g.

    Je n'ai pas bien compris le rôle de la densité de l'hélium, pouvez-vous m'expliquer un peu S.V.P ?

    Merci beaucoup !

  13. #10
    LPFR

    Re : Volume d'Hélium

    Re.
    Pour que votre engin soit plus léger que l'air vous remplissez votre ballon avec quelque chose de moins dense que l'air (par exemple, de l'air chaud dans les montgolfières). ce que vous gagnez c'est la différence de poids entre la masse d'air qui n'est plus là et la mase de gaz que vous avez mis à la place. C'est ce que vous écrivez dans votre formule:
    1,293 x 0,14 = 0,178 x 0,14 + M.
    que j'écris:
    (1,293 x 0,14 - 0,178 x 0,14 ) g = M.g
    (multiplié par 'g', l'accélération de gravité (qui se simplifie) pour travailler avec le poids et non la masse).
    M est la masse que vous pouvez soulever. Vous voyez que si à la place de l'He vous mettez un autre gaz la masse que vous pourrez soulever sera différente.
    Le seul gaz qui vous permet de gagner (pas grand chose) est l'hydrogène, au risque de vous brûler la moustache, comme le Hindenburg.
    A+

  14. #11
    Eurole

    Re : Volume d'Hélium

    Citation Envoyé par Krom78 Voir le message

    pour calculer la charge utile j'utilise la poussée d'Archimède. Sachant que la masse volumique de l'air vaut 1,293 kg.m-3 et celle de l'hélium 0,178 kg.m-3, j'ai la relation suivante :
    1,293 x 0,14 = 0,178 x 0,14 + M.
    Avec M la masse totale du ballon (comprenant la masse de l'enveloppe + celle de la nacelle).
    Est-ce correct ?
    Si oui cela me donne M = 156 g.
    Je n'ai pas bien compris le rôle de la densité de l'hélium, pouvez-vous m'expliquer un peu S.V.P ?
    Merci beaucoup !
    Bonsoir.
    La poussée d’Archimède, dans sa définition de base, est une force dirigée vers le haut.
    Elle est égale au poids Mg du volume d’air déplacé (occupé) par le dirigeable et son contenu, soit environ 1,293*9,81*0,142 = 1,80 N

    Le dirigeable a lui-même un poids, enveloppe + helium + nacelle + …, dont le vecteur force est dirigé vers le sol.

    Le résultat est dans le bilan de ces deux forces.
    - Si le poids du dirigeable et ses accessoires est supérieur ou égal à 180 N, il ne décollera pas.
    - Si le poids du dirigeable et ses accessoires est inférieur à 180 N, il décollera, d’autant plus vite que la différence sera grande.


    Images attachées Images attachées

  15. #12
    Krom78

    Re : Volume d'Hélium

    Bonjour,

    Ce que je ne comprends pas très bien c'est que pour gonfler un ballon, il faut que l'hélium puisse sortir de la bouteille donc il est forcément "éjecté" de celle-ci à une pression supérieur à 1 bar (sinon il ne pourrait pas sortir). Donc cela veut dire que l'hélium arrive dans le ballon avec une pression supérieure à 1 bar.
    Donc si le ballon n'est pas extensible (en mylar par exemple) il va se gonfler assez vite car la pression intérieure sera plus importante que celle de l'air. Et si on continue il va craquer.
    Donc cela veut dire que dans un ballon de 0,14 m3 on aura moins de 0,14 m3 d'hélium mais à une pression supérieur à 1 bar, non ?

    Merci.

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  17. #13
    Krom78

    Re : Volume d'Hélium

    Si par exemple on gonfle un ballon B1 avec du gaz qui sort à une pression égale à 2 bars de la bouteille, et un ballon B2 avec du gaz qui sort à 1,5 bars. Alors pour un même volume (les ballons sont supposés inextensibles), on aura "moins" d'hélium (une moins grande quantité de matière, due à la pression plus importante) dans B1 que dans B2.
    Cela change-t-il quelque chose en ce qui concerne la charge qu'on peut soulever ?
    Quel ballon pourra soulever la plus grande charge ?

    Merci.

  18. #14
    f6bes

    Re : Volume d'Hélium

    Bjr à toi,
    Si tu rajoutes qq chose (hélium ou n'importe quoi) dans un ballonVIDE mais RIGIDE tu augmentes le poids à vide de la valeur du poids de l'hélium que tu RAJOUTES .
    Plus tu mets d'hélium , plus ton ballon devient lourd.

    L'idéal c'est de ne RIEN mettre dans tes ballons (tu ne rajoutes PAS de poids).
    Bien sur rien ne dit qu'il vont SUPPORTER la pression EXTERIEURE et s'aplatir.
    Il SUFFIT que les pressions EXTERNES et INTERNES soient à l'EQUILIBRE.
    Toute pression rajoutée et supérieure à la pression externe ne sert ...à rien.
    A+
    Ben ça marche!

  19. #15
    Krom78

    Re : Volume d'Hélium

    Ça veut dire qu'en fait je gonfle mon ballon (de 0,14 m3) jusqu'à ce qu'il soit tendu, peu importe la pression (du moment qu'il est tendu et qu'il n'explose pas ça veut dire que les pression internes et externes s'équilibrent) et il pourra soulever la charge correspondant à 0,14 m3 d'hélium. C'est ça ?

    Puisqu'une fois tendu cela voudra dire qu'il y aura 0,14 m3 d'hélium à l'intérieur (peu importe la pression). Je ne dis pas de bêtise ?
    Merci.

  20. #16
    LPFR

    Re : Volume d'Hélium

    Bonjour.
    Des que le gaz n'est pas contenu par des parois solides, il se met à la pression atmosphérique.
    Dans un ballon en caoutchouc, il sera à une pression légèrement plus grande que la pression atmosphérique, mais pas de beaucoup. Dans un ballon en plastique (mylar ou autre) non tendu, la pression sera la pression atmosphérique.
    Si vous réussissez à gonfler un ballon de mylar à 2 bars sans qu'il explose, vous ne perdrez en portance que le poids du gaz (inutile) que vous avez mis dans le ballon: pour l'hélium à 1 bar au dessus de la pression atmosphérique (2 bars absolues) vous perdrez 1,76 N/m3 (le poids de 0,18 kg par m3).
    Au revoir.

  21. #17
    Krom78

    Re : Volume d'Hélium

    Pourquoi dans un ballon non tendu la pression du gaz sera la pression atmosphérique ? S'il sort de la bouteille avec une plus grande pression que 1 bar et que le ballon est inextensible, la pression devrait rester celle à laquelle il est sortit de la bouteille non ?

    Si on a un ballon (inextensible, en mylar par exemple) qui est remplit avec un volume V d'hélium à une pression P et autre ballon remplit avec un même volume V mais une pression P'>P, alors le deuxième ballon sera plus lourd (car une plus grande quantité d'Hélium) et donc pourra moins soulever non ?

    Merci.

  22. #18
    f6bes

    Re : Volume d'Hélium

    Bjr à toi
    ,S'il n'y a AUCUNE "liaison " avec l'extérieur, ton ballon se gonflera à la valeur de SORTIE de ta bouteille. C'est bien évident ! LFPR n'a certainement pas dit le contraire.

    C'est toi qui décidera de la pression de ton ballon (manométre).

    Déjà dit : plus de mets de "produit" dans ton ballon, plus il devient lourd !

    Toujours St Thomas !!

    A+
    Ben ça marche!

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