dimentionnement d'hélice(s)

[ABN84]

bonjour,
je cherche à concevoir plusieurs helices et donc à determiner leurs diametres et leurs profils.
si je cherche à "concevoir", c'est que mon ecoulement fluide est un peu particulier.
voici le probleme:
j'ai une conduite de diametre 4mm par lequel coule un fluide de viscosité connue, de T° connue, et de Rho connue.
l'ecoulement du fluide n'est pas continue mais par accous. à chaque accou, la pression du fluide en amont de la premiere helice est egale à Pmax connue et à chaque detente la pression est egale à Pmin connue. de meme pour Vmax et Vmin.
j'ai un retour du fluide dans lequel je dois aussi respecter des Pmax, Pmin, Vmax, et Vmin.
la frequence des accous est de 1Hz.
une des contraintes est que le fluide doit passer obligatoirement par une sorte de ventury ou plutot un serpentin capillaire (diametre 0.5mm) de longueur donnée.
le probleme n'est pas facile mais je ne sais pas par ou commencer.
je dois determiner le nombre d'helices, leurs profils, leurs diametres respectifs, leur espacement, et le changement de diametre de la conduite entre chaques deux helices. tout ça afin d'avoir le meilleur rendement possible, la plus grande puissance mecanique possible.
je ne vous demande pas de resoudre le probleme à ma place mais de m'indiquer par ou commencer car ça fait trop de données à la fois pour ma tete de piaf , et quelle demarche suivre pour resoudre un tel probleme?
merci
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[invite1762dbc2]

bonjour,
je cherche à concevoir plusieurs helices et donc à determiner leurs diametres et leurs profils.
si je cherche à "concevoir", c'est que mon ecoulement fluide est un peu particulier.
.
je ne vous demande pas de resoudre le probleme à ma place mais de m'indiquer par ou commencer car ça fait trop de données à la fois pour ma tete de piaf ,

Peut-on savoir pourquoi tu veux utliser des hélices ! Au fait combien d'hélices?
Quel le débit en litre ou millilitre?

Vu le diamètre des tuyaux et du capillaire in fine ce n'est pas la solution que je choisirais à priori mais tu dois avoir une raison

Donc Hélices ???

Cordialement
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L'enfer c'est peut-être ça : aller seul au bout de soi-même et se laisser happer par des hélices de plus en plus rapides, au coeur de sa propre misère. Jacques Attali

[ABN84]

Peut-on savoir pourquoi tu veux utliser des hélices !

il s'ajit d'un systeme dependant d'une energie exterieure, et le but est de le rendre autonome(electriquement).
cependant en lui meme ce systeme comporte un ecoulement de fluide.
les helices seraient accouplées à des MCC pour generer du courant continu.

Au fait combien d'hélices?

c'est justement à determiner. 1? 2? 3? 4?...
sans aucun calcul, j'en imagine 3, on verra apres calcul ce qui en est vraiment.

Quel le débit en litre ou millilitre?

ça oscille au tour de 8,75 10^-5 m3/s

Vu le diamètre des tuyaux et du capillaire in fine ce n'est pas la solution que je choisirais à priori mais tu dois avoir une raison

le systeme à d'autres entrées en energie mais on n'a pas le droit d'y toucher (transformer en elec).
le seul phenomene qu'on peut exploiter c'est l'ecoulement du fluide. s'il y a autre chose que les turbines qui peuvent en tirer profit, je suis tout ouï.
merci

[invite1762dbc2]

ça oscille au tour de 8,75 10^-5 m3/s

le systeme à d'autres entrées en energie mais on n'a pas le droit d'y toucher (transformer en elec).
le seul phenomene qu'on peut exploiter c'est l'ecoulement du fluide. s'il y a autre chose que les turbines qui peuvent en tirer profit, je suis tout ouï.
merci

Bonsoir Einstein

Je te dis comme je le sens un pico-turbine qui marche par à-coups et qui n'a pas de différence de pression entre l'amont et l'aval cela ne doit pas fonctionner très bien. Il faut plusieurs tours à une turbine pour fonctionner en nominal, si tu en deux ou trois en cascades dans un tuyau je n'y crois pas, trop de perte de charge. D'autant que dans le tube retour tu veux avoir conservé une certaine pression. (le beurre et la pression du beurre. )
J'essaierai plutôt d'exploiter les à-coups (1 Hz ce n'est pas beaucoup certes) justement qui doivent provoquer une légère surpression. Donc quelques petits vérins à simple effet qui vont exciter alternativement une bobine. Si tu as le droit de mettre des clapets anti-retour (genre valve cardiaque) vers l'amont alors en ayant des courses différentes sur les micro-vérins empilés cela doit être intéressant de faire un test.
J'ai vu des diodes clignoter avec des petites bobines mais qui avait un système avec une course de quelques millimètres. Mais je ne connais pas du tout le rendement que l'on peut espérer d'un système comme ça.


Au fait quelle pression as-tu dans ton tube de 5mm et qu'elle est la pression mini imposée dans le tube de retour.
Est-ce ton fluide est visqueux ou proche de l'eau.

Attendons l'avis des amis Chatelot16, Polo974 ou Mécano41 car je n'ai peut être pas compris l'énoncé du PB.

Cordialement
______________________
Le rire est à l'homme ce que la bière est à la pression. Alphonse Allais

[A voir en vidéo sur Futura]

[chatelot16]

tu parle de pmin et de pmax connu et d'autre donné connue mais tant que c'est connu de toi seul on ne peut rien faire

quand tu parle de tres petit diametre de tuyaux il faudrais que ce soit de bien grandes pressions pour que ca puisse etre utile

j'attend la suite car la je ne comprend vraiment pas de quoi il s'agit ?

[polo974]

En sortie, le caractère impulsionnel doit-il être gardé? (Peut-on lisser les coups de pressions)
Le débit moyen doit être conservé, 8.75cl/s (ou 87.5cm³/s), c'est bien ça?, et quelle chute moyenne de pression est acceptable?

Quel est le besoin en énergie électrique? (si c'est qq µW, c'est pas pareil que 150W)

Quelle est la nature du fluide (liquide, gaz, corrosif, ...), au moins un début d'indication.

Les questions sont là, à toi de remplir les blancs...

Dernière question: la vitesse dans le capillaire de .5mm de diamètre est bien de 445m/s ?...
Les pertes en pression y seront énormes (c'est le but, peut-être, mais si on pouvait en profiter plutôt que de gaspiller...)

[ABN84]

bonjour tout le monde,

Je te dis comme je le sens un pico-turbine qui marche par à-coups et qui n'a pas de différence de pression entre l'amont et l'aval cela ne doit pas fonctionner très bien

non, non, il y a bien une difference de pression entre amont et avale

tu parle de pmin et de pmax connu et d'autre donné connue mais tant que c'est connu de toi seul on ne peut rien faire

Pmax=16000 Pa (c'est lors de l'accou)
Pmin =8000 Pa (lors de la detente)
ça c'est pour l'amont, avant toute helice ou autre.
apres le capillaire et au retour à un diametre de 4mm la pression ne doit pas descendre en dessous de 2000 Pa

En sortie, le caractère impulsionnel doit-il être gardé?

non, on peut tres bien lisser.

Le débit moyen doit être conservé, 8.75cl/s (ou 87.5cm3/s), c'est bien ça?

la seule contrainte en avale est la pression donc ni vitesse ni debit

Quelle est la nature du fluide (liquide, gaz, corrosif, ...), au moins un début d'indication.

la viscosité est de 1.6 10^2 Po et la masse volumique de 1,05 10^-3 Kg/cm3

Dernière question: la vitesse dans le capillaire de .5mm de diamètre est bien de 445m/s ?...

moi je comptait en fait tellement ralentir le fluide avec les turbines qu'elle serait quasiment nulle.
comme j'ai dit, en avale soit apres le capillaire et apres etre revenu au diametre initial, la seule contrainte est que la pression ne dessende pas en dessous des 2000 Pa.

PS: je vous fournirais les vitesses en avale des que possible.

[invitef87b7d1f]

Salut,
Utiliser un générateur piezzo-électrique te semble faisable ?
@+

[ABN84]

piézo-électrique?
le piezo-électrique fournit des uA donc un signal. là il s'ajit plutot d'alimentation donc de l'ordre du mA. à moins que je t'ais mal compris.
à propose pour la puissance c'est de l'ordre des mW aussi.
j'ai reussi à trouvé Vmax mais pas encore Vmin: Vmax=0.3m/s

[ABN84]

bonjour,
c'est toujours à l'ordre du jour.

[invite1762dbc2]

bonjour,
c'est toujours à l'ordre du jour.

Bonjour

ben vi ! c'est ODJ

Dit pourquoi elle ne te plaît pas ma proposition ?

Cordialement
_______________________
Une réunion sert à décider de l'ordre du jour de la réunion suivante. Jean-Loup Chiflet

[ABN84]

Bonjour,
c'est pas qu'elle me plait pas, c'est juste que je l'ai pas tres bien comprise. t'as parlé de verin de clapets mais je ne vois pas le rapport entre l'un et l'autre, un croquis peut etre?
tu pense que ça aurait un meillleur rendement que des turbines? avec les infos que je vous ai fourni sur les pressions, viscosité, etc?
un petit schema (depassé quand meme) de ce que j'ai fait jusqu'à present:

[invite1762dbc2]

Bonjour,
c'est pas qu'elle me plait pas, c'est juste que je l'ai pas tres bien comprise. t'as parlé de verin de clapets mais je ne vois pas le rapport entre l'un et l'autre, un croquis peut etre?

[QUOTE]
tu pense que ça aurait un meillleur rendement que des turbines?

un petit schema (depassé quand meme) de ce que j'ai fait jusqu'à present:

Il est bien ton schéma on comprend très bien le principe.
nous somme bien d'accord que tes turbines sont en aval et non pas en amont du serpentin.

D'abord une pulsation seconde c'est très lent pour des turbines.
Si j'étais à ta place je mettrais une seul et unique turbine mais ayant un diamètre important. Car c'est le couple que tu as au diamètre max qui est structurant.
Soit tu as un petit diamêtre et un débit important donc une vitesse de rotation élevée (plusieurs tours par seconde) et la tu te prend la tête pour avoir une forme d'hélice très élaborée, soit tu as une débit plus que modeste (ce qui est ton cas et tu joues sur le diamêtre de la roue).
La formule tout simple L1xP2= L2xP2 L = Longueur P = Pression ou poids
Sur l'axe de la turbine tu mets deux ou trois engrenages pour obtenir une vitesse élevée pour un mini générateur de courant. Une vitesse > supérieure à 500 Tr/Mn semble mieux qu'une vitesse de rotation faible : si j'ai compris le principe des alternateurs qui ont un vitesse Min pour l'efficacité.


La solution proposée avec les pistons

Quand la pression augmente au début de la pulsation, ton piston monte pendant 1/2 seconde et excite une bobine : pendant la deuxième 1/2 seconde il redescend près à bénéficier de la nouvelle pulsation.
Si tu mets un deuxième piston, tu utilises là aussi les 2 x 1/2 seconde mais avec une début de cycle pour le second piston qui débute à la fin de la première 1/2 seconde du premier.
Comme ça tu as toujours un piston qui pousse pour avoir une meilleure régularité dans la production de courant.

Le clapet sert, avec de la fluidique de base, à alimenter le piston pour faire monter et descendre les pistons un et/ou deux et à créer la dépression pour la partie descente du piston.

Avec seulement deux petits pistons et de la fluidique de base, tu règles ton PB.

Donc tu as au moins deux solutions : mais aucune n'utilise d'hélice compliquée tu prend un profil standard du marché et pas besoin d'hélice en cascade une seule suffit qui utilise toute l'énergie mise à sa disposition en une seule fois.


Cordialement
____________________
C'est par piston qu'on entre au paradis. Si c'était au mérite, mon chien y entrerait et moi je resterais dehors. Mark Twain

[invite1762dbc2]

[QUOTE=Simplemind;1282455][QUOTE]

Erraré au manomètre

C'est L1 xP1= L2xP2 L = Longueur P = Pression ou poids


Avec leur foutu temps limité pour corriger ces erreurs


Cordialement
____________________

[ABN84]

merci simplemind pour tes explications.
si je comprends bien, mon probleme ne peut se preter à une logique d'optimisation?

PS:

nous somme bien d'accord que tes turbines sont en aval et non pas en amont du serpentin.

non, non elles sont bien en amont

[invite1762dbc2]

si je comprends bien, mon probleme ne peut se preter à une logique d'optimisation?

Avant d'optimiser il vaut meux définir le principe général piston ou hélice et en fonction de la vitesse tu optimise. Si petite vitesse optimisation bof bor si vitesse nomrale ou élevée alors zordinateur et calcul maousse costaud.

non, non elles sont bien en amont

Ben pour moi cela ne marcheras pas car le fait de rentrer dans le capillaire va augmenter ta pression. Donc tu n'auras pas la différence de pression suffisante (donc pas de décharge) entre la sortie de ta microturbine et l'entrèe dans le capillaire. Donc il faut utiliser un type de pompe à palette mais qui tourne à l'envers ou alors des palettes semi-circulaires l'équivalent de ce qu'il y a dans les compteurs d'eau ou les pompes à essence. Tu tires de l'eau cela tourne tu arrêtes la palette s'arrête instantanément car il n'y a pas de différence de pression entre l'amont et l'aval. En plus ce type de système n'occasionne pratiquement pas de perte de charge donc tu peux les dimensionner exactement à ton débit.
Par contre si tu veux que cela tourne sans arrêt pour avoir un courant électrique régulier, il te faut gamberger en plus un petit système (à membrane ???) pour avoir un débit constant qui va lisser les à-coups.

Dans ce cas c'est comme si tu avais un compteur d'eau et sur l'axe au lieu du compteur tu mets ton générateur. CQFD

Regarde ici tu as des dessins http://www.compteurs-farnier.com/
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?4K...45/100/536/0/0 celui là j'aime bien

Cordialement
________________
Ce qui compte ne peut pas toujours être compté, et ce qui peut être compté ne compte pas forcément. Albert Einstein

[ABN84]

bonjour,
pour le capillaire, je ne vois pas ou est le probleme, c'est comme si c'etait un venturi, je passe d'un diametre initial à un diametre inferieur et puis je reviens au diametre initial. entre le diametre initial et le diametre du capillaire il y a changement de vitesse et de pression, mais entre l'amont et l'avale du capillaire la pression et la vitesse sont identiques.
la difference de pression est entre l'avale du capillaire et l'amont des helices.
pendant l'à-coups, la pression en amont des helices monte à 1600 Pa, et la vitesse est de 0.3m/s, pendant la detante, elle descends à 8000 Pa.
les helices doivent chuter la pression jusqu'à 2000 Pa pression en amont et en avale du capillaire. la pression en avale du calillaire est imposée mais en amont c'est les helice qui doivent faire la chute pour ne pas perturber la pression en avale du capillaire.

Par contre si tu veux que cela tourne sans arrêt pour avoir un courant électrique régulier, il te faut gamberger en plus un petit système (à membrane ???) pour avoir un débit constant qui va lisser les à-coups.

je prefere avoir le courant telquel (par à-coups) et lisser electroniquement.

Dans ce cas c'est comme si tu avais un compteur d'eau et sur l'axe au lieu du compteur tu mets ton générateur. CQFD

c'est mon idée dès le depart.
on fait comment alors?

[ABN84]

pour l'helice, ou les helices, moi je me disais qu'apres l'helice la vitesse du fluide a diminué, on peut le retablir en diminuant le diametre et donc remettre une deuxieme helice ce qui nous fait encore plus d'energie, non?

[invite1762dbc2]

bonjour,
pour le capillaire, je ne vois pas ou est le probleme, c'est comme si c'etait un venturi, je passe d'un diametre initial à un diametre inferieur et puis je reviens au diametre initial.

Bonjour Einstein

Tel que j'ai vu ton dessin (même ancien) et surtout la longueur du capillaire tu n'auras pas d'effet venturi.

Pour obtenir un effet venturi il faut des conditions assez précises pour les angles des cônes amont et aval. Si ta distance entre le petit diamètre du cône amont et le petit diamètre du cone aval est trop grande la perte de charge bouffe tout le qui fait le venturi donc exit le venturi.

En l'occurence dans le capillaire la vitesse doit augmenter par différence de pression et non pas venturi.
Bon toutes fois je suis plus expérimenté dans les venturis à air qu'avec des liquides donc peut-être pourras-t-on te donner d'autres arguments chiffrés plus convaincants.

Pour le reste sauf arguments issus de calcul ; je tiens la position -si tu veux bien - selon laquelle une et une seule turbine de diamètre important suffit. La force en aval est trop faible pour faire tourner autre chose. L'écart de pression est trop faible après la première turbine, n'oublie pas (comme tu l'as indiqué) que tu dois restituer in fine le fluide avec une certaine pression et vitesse.


Cordialement.
_________________________

[ABN84]

bonjour Simplemind,
le capillaire on peut s'en passer. il n'a plus de sens à present(c'est ce qu'on m'a fait comprendre sur le forum chimie).
est-ce que ca change qqch?

je tiens la position -si tu veux bien - selon laquelle une et une seule turbine de diamètre important suffit

à vos ordres chef
comment determiner alors le diametre et le nobre de pales pour avoir un rendement optimal?
vaut-il mieu attaquer directement avec le diametre de 4mm ou le diminuer pour augmenter la vitesse?
aufait comment choisir le diametre de l'axe de l'helice?
ma conception va donc enormement changer. mais avant d'attaquer une nouvelle conception, un gribouillage s'impose. je vois deux facons de mettre en place l'helice:

la quelle te semble plus adaptée?
merci

[invite1762dbc2]

bonjour Simplemind,
le capillaire on peut s'en passer.
est-ce que ca change qqch?

Ben oui ça fait un PB de moins car maintenant tu as la même pression en amont et surtout aval donc pour le coup, tu peux mettre à profit une différence de pression.

comment déterminer alors le diametre et le nombre de pales pour avoir un rendement optimal?
vaut-il mieu attaquer directement avec le diametre de 4mm ou le diminuer pour augmenter la vitesse?

Tu as la réponse dans l'énoncé de ton PB.

Tu as le volume de liquide déplacé en une seconde (87.5cm3/s) ou plutôt 1/2 seconde. Il faudrait tu dessine la courbe du liquide arrêt marche arrêt. Dis- autrement (entre 16000 Pa et 8000 Pa) est-ce une courbe en cloche applatie ou très pointue en fonction de l'impulsion amont.

Par ailleurs si tu as un diamètre de roue relativement important et que tu veux faire au minimum un demi tour par impulsion tu connais donc le volume de liquide qui va passer dans les pales. Ca te donne le volume sur 90° de la surface utile et donc le périmètre de ta roue donc son diamètre.

Huit pâles par demi-tour doit être un mimimum pour éviter une contre pression en haut.

Les pâles doivent être les fines possibles puisque tu n'as pas à soulever un camion je dirais 5/10ème max d'épaisseur

aufait comment choisir le diametre de l'axe de l'helice?

Le plus petit possible en fonction du système qui va tenir l'axe (axe pointu d'horlogerie, mini roulement à bille, ou palier en plastique antifriction (genre no-frix). Personnellement j'opterais pour pointe d'horlogerie plus no-frix.

je vois deux facons de mettre en place l'helice:

la quelle te semble plus adaptée?
merci

Celle de droite mais en modifiant les lumières l'échappement et d'admission de façon a ce que le tout tienne dans 180° Voir un peu moins.

Voir dessin joint

Cordialement

[invite1762dbc2]

Bonjour

la pièce jointe


ca marche po grrrrrr
Cordialement

[ABN84]

Tu as le volume de liquide déplacé en une seconde (87.5cm3/s) ou plutôt 1/2 seconde. Il faudrait tu dessine la courbe du liquide arrêt marche arrêt. Dis- autrement (entre 16000 Pa et 8000 Pa) est-ce une courbe en cloche applatie ou très pointue en fonction de l'impulsion amont.

plutot en cloche applatie. je vais chercher la forme exacte.
les 16000 et 8000 sont des pression amont. la pression avale est de 2000. il n'y aurait donc pas d'arret, non?

[invite1762dbc2]

la pression avale est de 2000. il n'y aurait donc pas d'arret, non?

Bonsoir

Sauf que je ne sais pas comment tu obteint 2000. J'avais cru comprendre que c'était la pression minimum que tu de vais restituer après avoir utilisé le maximum de force. Il faut que ceux qui sont en aval pompe le liquide à partir d'un récipient (je n'ose pas dire mini-cuve) sinon je ne vois pas comment il peut y avoir une différence de pression aussi importante en quelques Cm.

Si effectivement on passe de 6000 mini à 2000 alors là cela ouvre d'autres perpectives et effectivement il n'y aurait pas d'arrêt même si l'on restitue à l'aval disons 2500 pour conserver une marge. On maintiendrait le système de d'atténuation des à-coups et l'on pourrait augmenter la taille des palettes, donc sur couple sur l'axe et une vitesse de rotation encore mieux adaptée à ton générateur de courant.
On pourait même avoir une pression quasi constante en mettant un petit circuit de décharge de pression (débit amont très légèrement supérieur à l'aval) pour exploiter toujours la pression max.

Je te joint le dessin de la pièce manquante qui tout à l'heure ne voulait rien savoir avec un message disant que JPG n'étais pas un format valide. Les mystères des serveurs est impénétrable. MDR

Cordialement
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Comme ceux de la Providence, certains dessins sont impénétrables. Francis Picabia

[ABN84]

le circuit initial en entier etait composé d'une pompe à piston( c'est elle qui impose les 16000 et 8000 Pa) et d'une multitude de circuits qui se ramifiaient et retrecissaient au fur et à mesure jusqu'à atteindre une dimension capillaire, le retour se faisant selon le meme schema mais avec ces circuits comportant des clapets. au diametre de 4mm, tous les circuits allez on une pression variant entre 16000 et 8000Pa et tous les circuits ont une pression de 2000Pa. en fait dans les circuits retour la pression est quansiment la meme depuis les capillaires jusqu'à la pompe. ce que je veux faire c'est couper un de ces circuit au niveau du diametre 4mm et y raccorder ma picoTurbine.