Modélisation four solaire 3D

[Ebenay3]

Bonjour,

Je cherche à modéliser thermiquement un four solaire de ce type: http://four-solaire.iguane.org/
Le but est d'obtenir l'évolution de la température dans le four en fonction des coordonnées x, y, e et du temps. Est-ce que vous connaissez un logiciel pouvant m'aider?
Sinon, je peux obtenir la température intérieure par analogie électrique en supposant que la température intérieure est homogène, ce qui n'est évidemment pas le cas. Pensez-vous que cette température obtenue théoriquement peut correspondre à la température moyenne dans le four?

Merci de votre aide,

Cordialement.
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Aucun logiciel ne réfléchira à votre place.
Les logiciels ne font que calculer plus vite que vous et sans se tromper ce que vous savez calculer et qui lui demandez de le faire à votre place.

Et le lien que vous donnez tombe dans la même « naïveté » que la plupart de ceux qui inventent des fours solaires : s’occuper de la température maximal qu’ils peuvent obtenir sur un objet donné. En dehors de « battre des records », qui peut s’intéresser à la température obtenue sur une plaque noire. Qui, elle, dépend bien du four, mais aussi de la vitesse du vent.

Si votre four doit avoir une utilité quelconque (faire un cassoulet, frire des saucisses, etc.), c’est la puissance qui sera absorbé par la cible et éventuellement la température obtenue par la cible qui comptent.
Au revoir.

[chatelot16]

modelisation ??? c'est pas l'informatique qui comprendra a ta place

quand je vois sterilisation de bocaux , simplement placé dans un four solaire trop simple , c'est ridicule ! le verre de bocaux casse si il y a plus de 30° de diference de temperature entre un bord et l'autre du bocal ... donc des bocaux dans un four solaire simple c'est plutôt un moyen de les casser que de les stériliser

l’intérêt du soleil c'est de marcher toute la journée ... il faut l'utiliser pour chauffer de l'eau , et ensuite l'eau chaude est disponible quand on en a besoin ... mélanger capteur et utilisation mène a des fausse piste

[Ebenay3]

Merci pour vos réponses.
J'ai du mal m'exprimer. En réalité, le lien ne servait qu'à vous donner une idée du type de four que j'utilise. Le but n'est pas d'obtenir une température maximale, j'ai même enlevé les réflecteurs pour simplifier le dispositif. Je cherche dans un premier temps à obtenir théoriquement la température dans le four, qui varie très rapidement en fonction du soleil, comme je l'ai mesuré, puis suggérer une amélioration en introduisant un matériau à changement de phase pour aplanir la courbe. Le four serait alors maintenu à une température plus basse mais aussi plus constante, approprié au séchage de fruit par exemple.
Si je mentionne un logiciel, c'est que mon prof m'a dit que c'était impossible de trouver la température en 3D sans logiciel. Mais c'est vrai que j'en suis pas encore à là puisque je ne sais pas comment trouver l'équation de la température.
En supposant que la température extérieure est périodique puis en appliquant l'équation de la chaleur en prenant en compte la convection des parois extérieures avec l'air, j'obtiens la température aux surfaces des parois intérieures mais je ne connais pas la température du volume d'air à l'intérieur, surtout que la puissance solaire fournie ne doit pas être identique en tout point du four. Est-ce que je peux quand même appliquer l'équation de la chaleur? Et comment tenir compte de la géométrie du four?

[A voir en vidéo sur Futura]

[RomVi]

Bonjour

Il est assez facile de faire une modélisation, il suffit de calculer la température d'équilibre connaissant la puissance reçue (par le soleil) et celle dissipée à travers l'isolant.
Comme tu as pu le constater la notion de "température dans le four" n'a pas vraiment de sens car les mouvement de convection dans l'air font que celle ci n'est absolument pas homogène.
Il faut introduire une masse dans l'équation ; inutile de prendre des PCM, une simple pierre, une brique ou bouteille d'eau peut faire l'affaire.

[Ebenay3]

Justement, je voudrais prendre en compte la convection intérieure, obtenir la température en chaque point du four afin de pouvoir réellement comparer ma théorie à mes résultats expérimentaux. Vous ne pensez pas que ça soit réalisable?
Sinon, si je suis la méthode de RomVi, a quoi correspondrait la "température d'équilibre"? A la moyenne des températures dans le four?

[RomVi]

Non c'est impossible. Si tu places un thermocouple à réponse rapide dans le four tu te rendra compte que la température varie sans arrêt. Éventuellement on peut avoir quelque chose de presque stable en ventilant l'intérieur.
La température interne d'équilibre (ti) est celle pour laquelle la puissance transmise à travers les parois (qui correspond à (ti-texterne) * surface * coefficient de transfert global) devient égale à la puissance reçue par le soleil.
En réalité c'est un petit peu plus complexe, mais tu peux déjà suivre cette approche.

[chatelot16]

modeliser ( ou simuler ) c'est utiliser des moyen informatique pour calculer en une multitude de point ce que l'on sait calculer a la main dans un cas simple et uniforme

donc il faut commencer par comprendre le cas simple d'une tole noire exposé au soleil

la tole recoit toute la puissance du soleil : 1000 W/m2 au maximum ... ou un peu moins quand les condition courantes de notre pays

la face arriere de la tole peut etre assez bien isolé ... et on peut aproximer que la perte par l'arriere est nulle

si la tole est chaude elle emet des infra rouge par l'avant : la temperature d'equilibre est atteinte quand elle emet en infra rouge toute la puissance qu'elle recoit

si il y a un systeme de concentration , mirroir ou lentille ça augmente la puissance recue , et ça ne change rien a la puissance réemise par ce qui ce fait chauffer , donc ça augmente la temperature d'equilibre

il est très rare de voir ce calcul presenté correctement ... je l'avait fait il y a quelques temps , mais ne peut pas le refaire de memoire a l'instant ... il faudrait que je cherche un peu ...

[RomVi]

Ce type de calcul peut être fait simplement avec une assez bonne précision. Il n'est pas utile de rentrer dans les détails étant donné que l'incertitude des coefficients de transferts est très importante.