Calcul de flux d'air dans un radiateur

[invitedc59d17b]

Bonjour,
Dans le cadre d'un stage je cherche à calculer les économies en ventilation que nous pourrions réaliser en augmentant la température du liquide de refroidissement dans un véhicule.

Le liquide actuelle arrive dans le radiateur à environ 100°C et repart à environ 94°C.

En augmentant la température du liquide, et donc le deltaT entre le liquide de refroidissement, nous devrions avoir de meilleurs échanges au niveau du radiateur nous permettant de soulager le ventilateur; il est important de noter que le radiateur n'est pas situé à l'avant du véhicule et que donc le vent relatif à la vitesse du véhicule n'as pas/peu d'effet.

J'aimerais calculer le flux d'air nécéssair pour refroidir le liquide de 106°C à 100°C.

J'ai à ma disposition les débits en liquide et en air pour une situation spécifique avec 49°C ambiance avec une certaine charge moteur et je me place dans ces conditions pour réaliser mon calcul.

Pour la situation actuelle: 49°C d'ambiante, et refroidissement de 6°C de 100°C à 94°C:

On parle de 277 L/Min de liquide de refroidissement (60% eau, 40% glycol), et un débit d'air à travers le radiateur de 9637 kg/h.

Le but est d'apprécier l'étendue de l'économie en énergie réalisée au niveau de la ventilation.

C'est mon premier post sur ce forum, je m'excuse si je ne suis pas au bon endroit ou si ma mise en forme est innapropriée.

Je vous remercie par avance. spotting:
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Je ne comprends pas votre démarche.
Si, actuellement, on dépense de l’énergie pour ramener le liquide de refroidissement à 94°C, c’est qu c’est la température maximale de sortie tolérée par le système.

En première approximation, pour un même débit d’air, le transfert de chaleur entre le liquide et l’air est proportionnel à la différence de température entre les deux : (97°C (en moyenne) – 49°C = 48°C) actuellement, et (103°C – 49°C = 54°C) en augmentant la température. Donc, pour maintenir le même transfert de chaleur il faudra une puissance de ventilation 49/54 fois plus faible. Soit un gain d ‘environ 10%.

Mais c’est prendre les concepteurs du système actuel pour des incapables.
Au revoir.

[XK150]

Bonjour ,
Je pense que le demandeur veut faire passer la température de fonctionnement de son moteur de 94 à 100 ° .
Pourquoi pas si le moteur a été conçu dans cette optique ?
( De plus c'est la tendance actuelle , les moteurs ont facilement gagné 10° d'échauffement sur les 10 dernières années , heureusement qu'il n'y a plus de d'indicateur de température au tableau de bord , les conducteurs s'affoleraient ...) .
Par contre , je ne vois pas clairement sur quoi l'on va gagner ? Sur la consommation de carburant ? Ouais ....
Pour le radiateur , on gagne aussi sur les pertes par rayonnement en t^4 .

[invitedc59d17b]

Pour ce véhicule, et dans des conditions de test extrèmes, la puissance consommée par la partie ventilation peut atteindre des pics énormes, pouvant aller jusqu'a 24 kW. Le but est soulager l'alternateur pour retrouver in fine plus de puissance à la roue.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedc59d17b]

Bonjour,
Et bien je ne pensais pas que c'était si facile.
Pour ce qui est de la valabilité de la démarche, je comprends votre doute; cette démarche à toutefois été engagée suite à des consommations excessives au niveau du ventilateur, et il apparaitrait que déplacer l'effort vers la pompe à eau permettrait de gagner de l'énergie, car la courbe de consomation/débit d'air du ventilateur à un aspect exponentiel plus marqué que celle de la pompe à eau (j'espère être suffisamment clair).
Je vous remercie de votre réponse claire et rapide

[invitedc59d17b]

J'ai parlé à des motoristes qui n'étaient pas fonciérement contre la démarche, et qui voyaient l'intérêt d'essayer de dégager un modèle mathématique pouvant transcrire ce gain. Si vous avez un moyen d'affiner cette appréciation, je vous en serait reconnaissant.

[XK150]

Re ,
Vous êtes discret sur le véhicule , OK , mais 24 kW je n'y crois pas ...
Admettons du 24 V : cela fait 1000 A !!!!! sur les ventilos de refroidissement ...

[Tifoc]

Bonjour,

Pour ce véhicule, et dans des conditions de test extrèmes, la puissance consommée par la partie ventilation peut atteindre des pics énormes, pouvant aller jusqu'a 24 kW. Le but est soulager l'alternateur pour retrouver in fine plus de puissance à la roue.

Et, par curiosité, on attend quelle puissance à la roue sur ce monstre qui bouffe 24 kW au refroidissement ?

[XK150]

Re ,
J'en viendrais à croire que le circuit eau est totalement sous - sous - sous dimensionné ...

[invitedc59d17b]

Je comprends votre doute, mais nous parlons ici de moteurs de >300 chevaux sur des véhicules militaires de >16 tonnes, et ce genre de consom est atteints quand le moteur est en pleine charge avec 55°C d'ambiante.

[invitedc59d17b]

En moyenne, je peux vous dire que l'on retrouve >15 kW au refroidissement et environ 60 à la roue

[invite6dffde4c]

Je comprends votre doute, mais nous parlons ici de moteurs de >300 chevaux sur des véhicules militaires de >16 tonnes, et ce genre de consom est atteints quand le moteur est en pleine charge avec 55°C d'ambiante.

Re.
Bon. C’est l’explication qui manquait pour rendre le problème vraisemblable.
Le plus logique serait augmenter la taille du radiateur. Mais ce n’est probablement pas possible.
Il faut demander aux concepteurs si le fait d’augmenter la température de fonctionnement est possible, sans diminuer de trop la durée de vie du moteur.

Je pense que le calcul que je vous ai donné est assez bon pour mériter de le tester en banc d’essai.
Si vous voulez l’améliorer, il faudrait mesurer le comportement de l’ensemble ventilateur plus radiateur en banc d’essai, pour éliminer les approximations dues à la linéarisation (que j’ai utilisée).
A+

[XK150]

Re,
Même 300 kW ( laissons les braves chevaux batifoler en paix dans les prairies , ils ont payé un lourd tribu dans les mines ....),
il y a plein d'autos qui font cette puissance avec des radiateurs minuscules .
Bon d'accord , vous dites les radiateurs ne sont pas dans un flux d'air , mais sur certaines autos , pas plus .
Sans en savoir plus , j'en reste à mon idée , le circuit eau est mal dimensionné ou le moteur mal foutu .

[invitedc59d17b]

Je préfère ne pas dire sur quel véhicule et pour quelle société je travaille, mais si vous voulez voir quelque chose de plus ou mois équivalent, regardez donc le véhicule Piranha de la société suisse Mowag. (Je comprends que les chiffres soient totalement farfelus mais on parle ici de conditions extrêmes sur des véhicules sur lesquels on ne retrouve pas les mêmes problèmatiques que sur une 206 ).

Je vosu remercie pour votre aide. Je vais poser des questions de mon coté en me basant sur vos conseil. Toute aide est bienvenue.

[Tifoc]

Piranha de la société suisse Mowag. (Je comprends que les chiffres soient totalement farfelus mais on parle ici de conditions extrêmes sur des véhicules sur lesquels on ne retrouve pas les mêmes problèmatiques que sur une 206 ).

En effet... même avec 6 roues directrices, ça doit être moins facile de se garer qu'avec une 206
Et je comprend mieux la puissance à dissiper et le flux d'air absent (certaines cotes s'expriment en dizaine de pourcent là)
Bon courage pour la suite de votre travail