Bonjour
petite question maritime: pour envoyer de l'air comprimé d'un reservoir en surface à un reservoir situé 300m sous l'eau par une canalisation, quelle est l'énergie nécessaire. de quels paramètres est-elle dépendante (section du réservoir, température)
merci de vos lumières
aussi à la recherche d'un expert du sujet pour une due dil technique
Bonjour et bienvenu au forum.
Vous n'êtes pas assez précis. Ça dépend un peu de tout. Réservoir rigide ? Équilibre thermique instantané ? Et évidement du volume, de la pression initiale et finale. Températures ?
Au revoir.
merci je précise et plutôt reformule ma question qui est en fait
quelle est l'énergie minimale nécessaire pour envoyer de l'air depuis un réservoir rigide situé au niveau de l'eau vers un autre réservoir rigide situé 300m sous le niveau de l'eau qui contient de l'eau (non salée a priori). une membrane sépare l'air et l'eau.
l'eau du réservoir inférieur est chassée par l'air vers un réservoir au niveau de l'eau.
pression et températures de l'air initial dans le réservoir supérieur sont ceux de l'air ambiant. les autres paramètres sont variables et à définir pour minimiser le travail / énergie.
est ce suffisant?
merci encore
Bonjour,
auriez-vous un schéma à nous proposer (avec les conditions dans chaque réservoir, l'injection etc) ? Ca serai plus simple...
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Bonjour,
nouvelle tentative avec un schéma et quelques données complémentaires.
le diamètre et la matière intérieure des canalisations en noir qui relient 2 elipsoides sont "open"
la question reste comment optimiser la consommation d'énergie et quelle est elle? Quels sont les grands paramètres dimensionnant (dynamique d'écoulement?)?
merci pour vos éclairages
Dernière modification par obi76 ; 09/02/2012 à 09h20.
Bonjour,
je vais sans doute paraître un peu lourd, mais les images doivent être insérées en format image, pas en pdf...
Pour la modération,
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
voici les pièces jointes
Bonjour,
à vue de pif : 10 m --> 1 bar.
Bref, si je comprends (vaguement) le problème, l'air doit avoir dans le réservoir situé à 370 m de profondeur une pression de ~ 37 bar (un peu plus du fait des pertes de charge) minimum pour que la membrane puisse se soulever.
La puissance à fournir serait un truc du style : P = deltapxQv (différentielle de pression aux bornes de la pompe en Pa x débit volumique en m3/s)
Merci pour cette réponse
ma question portait en fait sur l'énergie minimale nécessaire
pour l'obtenir ne doit on pas faire intervenir un facteur i selon la nature du gaz. D'ailleurs considère-t-on l'air comme triatomique?
est-il possible que l'on sorte d'un écoulement de Poiseuille et si oui à quelles conditions, nombre de Reynolds ok but what else?
merci encore
Bonjour.
Le problème est que la compression n'est pas isotherme. Pour cela il faut que dans le cylindre même du compresseur, le gaz ait le temps de se mettre en équilibre thermique à mesure qu'on le comprime. Avec la faible conductivité thermique des gaz, cela demanderait des temps vraiment très longs pour chaque course du piston.
La compression est dont pratiquement adiabatique. De ce fait, en le comprimant de 1 bar à 370, l'air passe de 20°C à 1314° C. Il faut que le compresseur soit bien refroidi pour qu'il ne fonde pas.
Évidemment, toute cette chaleur est perdue quand l'air se refroidit.
Et le processus de détente (pour récupérer l'énergie stocké pose le même problème: l'air se refroidit et donne un volume bien plus faible que celui du processus isotherme.
Donc, ce n'est pas une méthode efficace de stocker de l'énergie.
Et Lgrandcl, vous pensez bien que des dizaines ou des centaines de milliers de personnes ont déjà envisagé ce processus. Pas dans l'eau, qui pose des problèmes insurmontables. Mais dans des cavités souterraines à la bonne profondeur pour que la pression hydraulique soit plus importante que la pression de stockage (ici à plus de 370 m de profondeur).
Et bien sur, un simple calcul permet de constater que c'est une mauvaise idée. C'est pour cela qu'elle n'est pas utilisée.
Au revoir.
Bonjour
merci pour cette réponse. l'idée n'est pas ici de faire des step marines
serait il possible d'avoir une réponse à ma question sur l'énergie minimale nécessaire dans ce cas précis (la flemme de me replonger dans mes cours de prépa et en misant sur la bienveillance des experts de ce forum)
merci encore
Attention. Là faut voir ce que tu veux faire.
L'estimation de 37 bar est, on va dire, une condition de bullage : c'est la pression minimale pour que l'air "sorte juste" du tube et arrive à sortir de l'eau (condition de bullage). Autrement dit, l'écoulement est quasiment statique.
Par ailleurs, à ce genre de pression, le modèle du gaz parfait, bof bof, et puis je suppose qu'en plus la température à plus de 300 m est assez basse. Y a t-il liquéfaction ?
Encore une fois, Bernoulli entre le point de départ (pA ~ 1 bar = 105 Pa, vA d'après le débit, zA = 370) et le point d'arrivée (pB = 37 bar, vB = vA si canalisation de section constante, zB = 0) sans oublier la pompe située entre ces deux points (deltaPpompe) et la perte de charge (deltaPdC à calculer selon la vitesse d'écoulement) :
pA + rô.vA²/2 + rô.g.zA + deltaPpompe = pB + rô.vB²/2 + rô.g.zB + deltaPdC ==> deltaPpompe = rô.g.(zB - zA) + deltaPdC + (pB - pA) g = 9,81 m/s² et pressions en Pa, rô masse volumique de l'air dans les conditions d'utilisation
Ensuite, la puissance que doit fournir la pompe :
P = deltaPpompexQv
Dernière modification par velosiraptor ; 10/02/2012 à 09h10.
merci beaucoup pour cette réponse
une précision si on applique Bernouilli on considère ici l'air incompressible et donc rô = constante = 1,219 kg/m3 ? correct?
je me renseigne sur la liquéfaction
merci encore
La température n'évolue pas tant que ça apparemment.
Mais, on va dire que, pour une estimation, on suppose que oui, quitte à utiliser une valeur moyenne de la masse volumique de l'air sur la fourchette de température [20°C; 10°C]
(d'après ce site : http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/fiches/fiche4B.htm jusqu'à 200 m pas de problème et là si tu veux des valeurs http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/fiches/fiche3C.htm ...)
D'après ces données, l'hypothèse ne me paraît pas "infondée".
Alors, oui, tu peux t'appuyer sur ce 1,2 à 1,3 kg/m3.
Pour l'incompressibilité, faut voir ...... là encore si la vitesse d'écoulement est largement inférieure à 0,3 fois la vitesse du son dans le milieu, alors on est dans le domaine de l'incompressibilité.
Pour la liquéfaction, j'ai maintenant des gros doutes, parce que si la température est de l'ordre de 10°C alors, je ne pense pas qu'une quarantaine de bar produise un changement d'état. A vérifier.
merci beaucoup
effectivement pour la liquéfaction il faudrait atteindre des températures d'un autre ordre selon les représentants de la société du même nom
