Salut, je cherche à calculer la force produite par la rotation des hélices autour d'un arbre, en utilisant ces paramètres (on va supposer que les hélices sont parfaitement rectangulaire) :
La longueur de l'hélice (m)
La largeur (m)
L'angle de l'hélice par rapport au plan de rotation (rad)
La masse volumique du fluide (Kg/m^3)
La vitesse angulaire (rad/s)
Le nombre d'hélices
Y'en a peut être d'autres variables qui peuvent entrées en jeu mais mon cerveau me dit que c'est suffisant.
Merci.
voir force propulsive hélice sur bouquin de mécanique ou google
Ingénieur mécanique universitaire
Salut
Seuls des essais peuvent donner un résultat exploitable .
Surtout pour une hélice comme celle la : 6 pales , faible allongement , profile étrange , gros moyeux ...
Il n' y a pas de formule toute prête .
bonjour,
Je peux décrire une théorie pour calculer , mais l'expérience m'a montré qu'il y a un rapport 2 entre le résultat théorique et la réalité.
Ce rapport est celui que j'ai constaté pour hélice avion modèle reduit à 2 pales
Aucune idée comment le calcul rendra compte de la réalité dans ton cas
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
La photo représente un modèle qui est proche de ce que je pense, j'ai commencé par calculer la quantité d'air qui se déplace sur une période dt, mais je dois ensuite savoir comment je peux déterminer la force produite par cette quantité.
Regarde la théorie de Froude .
D' un point de vue théorique c' est très intéressant .
Mais elle suppose un flux laminaire et ce n' est pas le cas en pratique , surtout pour une hélice comme la tienne .
La théorie de Froude est intéressante je dois juste la relié avec la quantité d'air qui se déplace, le problème c'est que je n'ai pas le matériel nécessaire pour faire l'expérience :'(
Dernière modification par Relatronix ; 07/09/2016 à 12h20.
Personnellement j'ai appliqué Bernoulli
Avant l'hélice, lau niveau de l'hélice tu injectes l'énergie du moteur au flux d'air, puis Bernoulli à la sortie de l'hélice
Cela donne un résultat approché
Envoyé par Relatronix
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Oui mais je veux utilisé les paramètres que j'ai cité
Bon courage !
Tu n' est pas sortit de l' auberge , et le résultat ne sera pas fiable .
Commence par déterminer la polaire du profil de la pale .
Tenir compte de l' allongement et du facteur d' Oswald .
Prendre en compte l' interférence des pales et l' effet de culot du gros moyeux .
Ne pas oublier le Re qui varie conséquemment tout au long de la pale .
Dernière modification par Dynamix ; 07/09/2016 à 23h26.
Oui c'est une approche possible, mais il faut faire intervenir la trainée des pales dues à leur extrémités, et je ne sais pas si en prenant toutes ces précautions on arrive à un résultat satisfaisant.
J'ai fait ce calcul pour des pales d'hélicoptère, j'avais une traction correcte, mais une puissance d'entrainement trop faible. ( ici l'allongement était grand, ce qui n'est pas le cas de ce ventilo)
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Bon y'a une petite remarque que j'ai oublié de mentionner, la photo ne représente pas le ventilo que je veux utiliser, c'est juste sa forme qui m'intéresse mais pas avec les mêmes dimensions, et ce qui concerne la portance, le facteur d'Oswald et l'effet culot, ils n'ont pas encore d'importance à mon sujet car je cherche juste la force produite par les hélices qui ont une forme parfaitement rectangulaire.
Et je ne sais pas pourquoi vous imaginer des avions et des hélicos, ça peut être un bateau, mais surement pas un satellite qui orbite avec ce ventilo.
Je précise que j'en ai aucune connaissance en aérodynamique mais j'ai fais un peu d'étude de mécanique des fluides.
Dernière modification par Relatronix ; 08/09/2016 à 10h04.
Pour le cas de relatronix il y aurais trop d' incertitudes .
On imagine rien de tel .
Un ventilo , ce n' est pas fait pour propulser . C' est fait pour déplacer de l' air .
En général on ne s' occupe pas trop de la force qu' il peut produire .
Si une matière A exerce une force sur une matière B dans un sens alors la matière A va subir la même force mais dans l'autre sens, c'est le principe d'action/réaction, donc par analogie si on arrive à déplacer n'importe quel fluide alors les hélices auront tendance à se diriger dans le sens contraire de l'écoulement du fluide.
Je suis loin d'être bon dans le domaine de dynamique mais ça m'intéresse beaucoup, je cherche juste à comprendre le comportement de certain phénomène si on suppose que l'univers était parfait (pas de perte de puissance par frottement, pas de turbulence,...) et petit à petit j'ajouterai des variable dans l'équation pour qu'elle puisse décrire le vrai comportement.
C' est la troisième loi du mouvement de Newton à ta sauce personnelle .
Il faut y ajouter la deuxième loi :
F = dp/dt =d(m.v)/dt
Qui , pour l' hélice , devient :
F = v.dm/dt
dm/dt est le débit de fluide .
C' est très louable , mais j' ais l' impression que tu veux "apprendre à courir avant de savoir marcher" .
Avant d' attaquer le fonctionnement d' une hélice , il serait bon que tu te penches sur celui d' une aile .
Voilà, j'ai terminé l'équation en me basant sur la mécanique du fluide et du solide, pour le moment j'en ai aucune idée si elle a un sens physique mais je vous laisse juger
F=L.rho.n.g.pi.cos(b).sin(b).R (R-a)²
L : la largeur de l'hélice (m)
rho : la masse volumique du fluide (Kg/m^3)
n : la vitesse de rotation (tours/s)
g : pesanteur (m/s²)
b : l'angle de l'hélice par rapport au plan de rotation
R : le rayon de l'hélice du centre de rotation vers l'extrémité (m)
a : le rayon du centre de rotation vers le moyeu (m)
Pour avoir un maximum d'effort l'angle b doit égal à pi/4.
Dernière modification par Relatronix ; 08/09/2016 à 14h54.
L' équation aux dimensions dit que c' est faux .
Quel intérêt de chercher l' effort maxi pour un ventilateur ?
C'est pour avoir un maximum d'effort avec la même puissance
Un ventilateur , c' est fait pour produire du vent , pas pour pousser .
D'accord merci pour les infos tout le monde
Si le but est de pousser avec le moins d' énergie possible , il faut s' orienter vers une vraie hélice , bipale (monopale c' est trop compliqué) de grand diamètre , avec un faible pas relatif (P/D) .
Je le sais mais pour comprendre le compliqué je dois d'abord connaitre les bases
Pouvez-vous me donner le débit d'air produit par la rotation du ventilo avec les paramètres que j'ai cité au début svp ?
Dernière modification par Relatronix ; 08/09/2016 à 21h08.
bonjour,
Il semble que l'on a répondu.
Le calcul approximatif met en oeouvre Bernoulli ou la théorie de Foroude. Elles ne donnent pas de résultats précis
Si on tient compte du profil des pales cela donne toujours des résultats imprécis.
Pour faire ces calculs il faut faire un petit effort de compréhension physique et ce pencher sur ces théories
Il reste l'utilisation des courbes des constructeurs de ventilateur, là tu auras une approche pratique sans comprendre, mais qui sera plus precise sans doute ( quoi je m'em mefie car les conditions de mesures sont mal précisées)
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
J'ai choisi une forme simple des hélices pour pouvoir comprendre comment ça se passe à ce niveau là, car je pense que le cas que j'ai évoqué est le plus facile dans ce domaine.
Par exemple si je viens d'apprendre comment on calcule l'aire d'un triangle alors je peux déduire celui d'un pentagone juste en réfléchissant un peu et en appliquant ce que j'ai appris sur le triangle.
Je crois que ce domaine est plus compliqué de ce que j'ai pensé, je sais que c'est du gâteau à coté de la mécanique quantique mais ça n’empêche pas qu'il soit encore hors de ma porter, car je peux facilement imaginer des événements sur des solides entre eux comme un accident de voiture, mais si je combine les deux (solide + fluide) alors ça devient le bazar.
Je vous remercie pour votre aide, j'ai appris plein de trucs et j’espère que j'étais poli avec vous et que je vous ai pas trop énervé
bonjour,
j'ai personnellement fait ces calculs et comparés à la réalité.
Il faut un minimun de connaissance physique pour les aborder.
Une modélisation precise est d'ailleurs tres complexe et est accessible à des spécialistes de l'aérodynamique.
Il semble q'un calcul simple mettant en évidence les principes de fonctionnement de l'hélice ne soit pas assez precise dans ce que vous recherchez
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Une forme qui t' apparaît simple mais qui du point de vue calculs est compliquées .
Une pale d' hélice "simple" a une forme hélicoïdale .
Tes pales plates donne un pas qui varie tout au long de la pale .
Une hélice simple n' a que deux pales voir même moins , mais c' est plus compliqué .
Une hélice simple a un tout petit moyeux .
Vous m'avez toujours pas compris, la photo que je vous ai montré est un modèle que j'ai choisi au hasard car il représente un peu l'image qui se trouve dans ma tête, vous pouvez varier ce que vous voulez (taille du moyeu, longueur des pales, nombre de pales,...) tout en gardant la même forme.
Voici un petit dessin beaucoup moins compliqué :
Je veux déterminer la force F en fonction de V,L,l,rho et l'angle alpha.
Un peut trop simpliste .
Voir le dessin au début de cet article .
http://2jg51.org/hs/helices/prop_07.php
Sans garantie de la qualité de la modélisation
La longueur de pale perpendiculaire au déplacement est L = Q sin ( alpha )
Si tu prends un element de pale de largeur dR , la surface faisant face au vent est dS = L dR ou Q sin( alpha) dR
La vitesse du vent es V = R 2 pi N ou N est la vitesse de rotation
en prenant un coefficient de résistance à l'air k =1 , la force exerceée sur 1 élément de pale est est dF = d dS V^2 = d Q sin( alpha) dR ( 2 Pi R N ) ^2 ( d est la densité de l'air )
Pour connaitre la force exercée sur la pale tu intègres de 0 à R ( en supposant un noyaux être petit à F = d Q sin( alpha) 4 Pi^2 R^3/3 N^2
Tu multiplies par le nombre de pale
Cette modélisation très simple ne donnera pas un résultat proche de la réalité
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Un autre lien qui pourrait t' intéresser :
http://www.air-souris-set.fr/Michel_...ronique_7.html
