Calcul de pression d'un ballast

[yan6]

Bonsoir,

Je dois choisir une résistance à la pression d'une vanne, c'est une vanne qui sépare 2 réservoirs d'eau salée ( ballast) d'un voilier .
La surface de la mise à la pression atmosphérique par réservoir est de 80 cm2.

Le tuyau reliant la base du réservoir à la vanne possede une surface de 80 cm2 et une longueur de 100 cm .
la hauteur d'eau du réservoir est de 70 cm.

La hauteur ( altitude ) du réservoir par rapport à son homologue peut atteindre 3m40 lorsque le bateau gîte , cependant la distance entre les deux réservoir ou entre la vanne et le réservoir demeure incompressible .

D'après ce que ce que je me souvient et ce que j'ai lu ; le volume du réservoir n'entre pas en jeu , seule la hauteur de la colonne d'eau en amont de la vanne , la pression atmosphérique , la masse volumique de l'eau salée , et l'attraction terrestre entre en jeu .

Faut il prendre en compte l'altitude du réservoir par rapport à la surface le la mer, les mouvements dynamiques du bateau sur les vague ( accélération/décélération) et bien sur les frottements du fluide dans le contenant ?


Ma question est la suivante : Quelle formule utiliser pour calculer la pression maximum pouvant être subie par la vanne pour résister au poids du ballast ( 800L )?


Merci de m'avoir lu et de prendre un peu de temps pour partager vos connaissances .


Yan6
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[le_STI]

Salut.

Tu pourrais nous faire un petit schéma pour expliciter tout ça s'il te plait?

[yan6]

Voilà j'ai fait des schémas sommaires et je suis disponible pour toute autre question.

Je me demande aussi si je dois prendre en compte la hauteur d'eau dans le ballast (B) ou la longueur du ballast (E) pour la hauteur de la colonne d'eau car lorsque le bateau monte une vague l'horizontale se déplace aussi ?

Mon interrogation est qu'en pratique la mer est un modèle dynamique donc lorsque le bateau gite , ou monte une vague à 40° , ou décélère de 7 à 0 noeuds , la force qui s'exerce sur la vanne est amplifiée .

Bref j'espère que quelqu'un pourra avoir une idée qui m'orientera.

Merci

[phys4]

Bonjour,
Il faut utiliser la formule de l'hydrostatique
p = µ*g*h avec h la hauteur max possible de l'eau au dessus de la vanne.

Pour tenir compte des mouvements de montée et de descente des vagues, il ne faut pas hésiter à doubler la valeur de g, car les mouvements peuvent ajouter une accélération +/-g à la pesanteur.
Cela vous donne une pression d'environ 0,7 bars pour une hauteur de 3,4m

[A voir en vidéo sur Futura]

[le_STI]

Salut.

Petite precision : si les deux côtés de la vanne sont submergés, la hauteur à prendre en compte est la distance (prise à la verticale) entre la surface de l'eau de chacun des ballasts.

Donc, s'il n'y a que du tangage, la pression sera nulle.

S'il y a un roulis suffisant pour qu'un côté de la vanne ne soit plus en contact avec l'eau d'un des ballast, alors il faudra prendre en compte uniquement la distance entre la vanne et le niveau de la surface d'eau du ballast qui est en position haute, comme le suggère phys4.

[yan6]

Messieurs je vous remercie de vos indications .

J'ai été surpris qu'il ne faille pas tenir compte du diamètre du tuyau pour estimer le poids de la colonne d'eau en amont de la vanne, seulement la masse volumique l'attraction terrestre et le dénivelé ! j'ai appris quelque chose .
Le résultat aussi m'a surpris je pensais la vanne soumise à une pression 10 fois supérieure .

En tout cas c'est très interessant d'échanger pour comprendre des problèmes du quotidien.

Merci encore et à une prochaine fois.

Yan6