char muni d'une hélice 2.8 fois plus vite que le vent

[invitee0b658bd]

Bonjour ,
si Q est bien un debit massique
Q = rho * S * (Vin + Vout)/2
or (Vin + Vout)*(Vin-Vout) = Vin² - Vout²
mais si on oublie le facteur 1/2 on se met à avoir des rendements interessants.
fred
-----

[calculair]

Bonjour

avec un couplage d'helice de 1,45 T/s pour une vitesse char de 1m/s et avec les mêmes donnees la vitesse limite est de 11,25 m/s

[invitef7884487]

Oui tu as raison verdfre je me suis gouré

Le débit massique à travers l’hélice est = ½ Surface x la densité de l’air x la vitesse
Ca fait en remplaçant Q par sa valeur : F= k(Vin+Vout).Vout – k(Vin +Vout).Vin
F= k(Vin.Vout + kVout^2 – kVinVout – kVin^2
F= k (Vout^2 – Vin^2)

J’ai perdu une constante en chemin. Ca ne change pas ma courbe, par contre ça change la valeur des solutions et les conditions de delta positif.
Je vais revoir ça à tête reposée.

[invitef7884487]

Il faut que je divise m par 2 dans mon modèle.

[invitee0b658bd]

Bonsoir,

Le débit massique à travers l’hélice est = ½ Surface x la densité de l’air x la vitesse

non
le debit massique est Surface x la densité de l’air x la vitesse

et la vitesse à considérer est (Vin + Vout )/2
Vin étant généralement noté V_0 et étant la vitesse à l'infini dans l'axe de l'helice vers l'avant. (la vitesse de l'air n'ayant encore subi aucune influence de l'hélice)
La vitesse au niveau du disque d'helice est trés généralement prise comme étant (Vin + Vout )/2

c'est pour cela que je trouve cette phrase specialement mal tournée et portant à confusion

Je sais que sur une hélice la force F développée est égale à Qair x Dv --- Dv étant la différence de vitesse entre l’avant de l’hélice et l’arrière de l’hélice.

fred

[invitef7884487]

Tout corrigé on est pas loin tous deux calculair, ma vitesse max possible est à 12,5ms

Oui verdifre tu as raison j'ai corrigé dans le modèle, il me donne la valeur de calculair (Il était vachement bon mon rendement !!!)
et avec le tien de modèle tu obtiendrais quelle valeur de vitesse ?

[invitee0b658bd]

bonsoir,
moi, je n'en suis pas la, je betonne pour être sur de mon coup et j'envisage les choses sous un autre aspect. Pour moi, les calculs de pas et de reduction ne se font qu'a la fin.
La seule chose dont je sois à peu prés sur pour l'instant c'est qu'il faut un rendement global superieur à (k-1)/k pour aller à k fois la vitesse du vent vent arriere (et son corolaire) k/(k+1) pour aller à k fois la vitesse du vent vent debout.
Il semblerait que la force de réaction au sol doive être de (2K-1) les forces dissipatives (trainée et résistance au roulement ). Je ne sais pas encore trop comment integrer le rendement mécanique et le rendement propulsif la dedans
fred

[calculair]

Bonjour

Sur ma simulation, j'obtiens une vitesse max de 12,8 m/s mais avec une tripales et un couplage sol helice telque cette dernierre tourne à 1,45 T/s pour une vitesse char de 1m /s

[invitee0b658bd]

Re bonsoir,
Je suis persuadé que l'on devrait voir la puissance transitant par le char croitre trés rapidement avec K et que de modeliser la croissance de cette puissance est indispensable pour deux choses.
la puissance croissant, la charge alaire de l'helice va augmenter et irrémediablement faire chuter son rendement.
On va tomber la sur une limite infranchissable pour un char donné
La puissance augmentant, la mécanique devra etre dimentionnée en conséquence et on risque de tomber sur une deuxiemme limite
mon souhait est de reussir à determiner ces deux limites pour finalement determiner si ce n'est qu'une curiosité ou si cela peut être utilisé à grande echelle
fred

[inviteeab58958]

Essayez voir vous autres avec ça :
D hélice 2m
Pas d’hélice =0.58
Vent = 5ms
R transmission = 2 (l’hélice tourne 2 fois plus vite que les roues)
Diametre de roue = 0,75m

Avec ces données là mon modèle me donne une vitesse potentielle de 21ms pour le char ! technique ?
.

Bonsoir fantome 13,

Une hélice de 2 m de diamètre et 0.58 m de pas, tournant à 17.8 tr/s avec une vitesse à l’ infini amont de 16 m/s risque de ne pas “tirer “ beaucoup...

[invitef7884487]

S'il y en a un qui veut voir ce que donne mon modèle il me passe son adresse en MP et je lui envoie.
Je ne peux pas mettre un fichier exel en pièce jointe
Moi il me plait assez, il trace les 3 courbes qui me semble le plus importantes. Mais c'est vrai qu'il soulève beaucoup de problèmes dont le principal pour moi c'est qu'il ne serait pas possible d'en faire un en modèle réduit !!!
l'hélice devrait tourner à une vitesse ''astronomique'' Avec un rapport de transmission de 100 (!) une hélice de 0,3m ne me procurerait au max que 10% de gain sur le vent !

Enfin si un veut s'amuser avec ça, c'est impressionnant les variations !

[calculair]

Bonjour Fantome 13

Tu connais mon adresse mail je crois, je serais curieux de voir ce que tu as fait.
Bien cordialement

[inviteeab58958]

Je suis persuadé que l'on devrait voir la puissance transitant par le char croitre trés rapidement avec K et que de modeliser la croissance de cette puissance est indispensable pour deux choses.
la puissance croissant, la charge alaire de l'helice va augmenter et irrémediablement faire chuter son rendement.
On va tomber la sur une limite infranchissable pour un char donné
La puissance augmentant, la mécanique devra etre dimentionnée en conséquence et on risque de tomber sur une deuxiemme limite
mon souhait est de reussir à determiner ces deux limites pour finalement determiner si ce n'est qu'une curiosité ou si cela peut être utilisé à grande echelle
fred

Bonjour à tous,

J’obtiens les résultats suivants :

La puissance absorbée par l’hélice augmente comme K^3 - K^2

La projection horizontale de l’effort de contact roues sur sol augmente comme K^2 - K

La puissance absorbée par l’hélice augmente comme le cube de la vitesse du vent.

J’ai considéré que le rendement de hélice et son coefficient de traction restaient constants au cours de l’augmentation de vitesse.

Cette hypothèse est sans doute acceptable avec une hélice à pas variable dont le J varie de 0.21 à 0.93 lorsque K varie de 1.25 à 10.

Rappel 1 : J = V/ Nd
Avec V vitesse de déplacement; N nombre de tours / seconde ; d diamètre

Rappel 2 : Vitesse chariot = K vitesse du vent

[calculair]

Bonjour

Effectivement avec des petites helices on a du mal de depasser avec un vent de 5 m/s des vitesse char de l'ordre de 7 à 8 m/s et avec des vitesse de rotation d' helice voisine de 10 000 T/minutes.


As tu essayé de voir si on obtient de meilleurs résultats avec un char à Bi helices, une droite et une gauche ?

[invitee0b658bd]

Bonjour,
j'ai l'impression de progresser un peu
je vous fait part de mes cogitations, n'hésitez surtout pas à critiquer
fred

[calculair]

Bonjour à tous,

J’obtiens les résultats suivants :

La puissance absorbée par l’hélice augmente comme K^3 - K^2

La projection horizontale de l’effort de contact roues sur sol augmente comme K^2 - K

La puissance absorbée par l’hélice augmente comme le cube de la vitesse du vent.

J’ai considéré que le rendement de hélice et son coefficient de traction restaient constants au cours de l’augmentation de vitesse.

Cette hypothèse est sans doute acceptable avec une hélice à pas variable dont le J varie de 0.21 à 0.93 lorsque K varie de 1.25 à 10.

Rappel 1 : J = V/ Nd
Avec V vitesse de déplacement; N nombre de tours / seconde ; d diamètre

Rappel 2 : Vitesse chariot = K vitesse du vent

Je ne suis pas 100% d'accord,

Je n'ai pas regardé en detail
La puissance aborbée par l'helice augment bien commme le cube de la vitesse du char, mais cela independamment de la vitesse du vent

Il y a un 2° terme qui serait K² V

Pm = A Vc³ + B K² V

[Zozo_MP]

Bonjour Calculair, Fred, Robur712, Fantome13

Vous paraît-il possible de faire à partir des documents et messages existants un document commun.

Par exemple sous excel au format compressé une feuille théorique qui reprend ce qui a été écrit et une feuille de calcul qui permet de faire varier les paramètres : cela faciliterait les échanges.


Cordialement

[calculair]

Bonjour

Effectivement avec des petites helices on a du mal de depasser avec un vent de 5 m/s des vitesse char de l'ordre de 7 à 8 m/s et avec des vitesse de rotation d' helice voisine de 10 000 T/minutes.


As tu essayé de voir si on obtient de meilleurs résultats avec un char à Bi helices, une droite et une gauche ?

Re bonjour

J'ai re fait le calcul avec une helice de 50 Cm de diamètre et 0,25 cm de pas mais Tri Pale

Le char a un cX de 0,3 et un maitre couple de 0,1m²

Avec un vent de 5m/s sa vitesse maxi est 9,5 m/s
Avec 2 hélices sa vitesse maxi est de 11m/s

La vitesse des helice est de 1700 T/minutes

La puissance aborbée est de 10 W

[invitee0b658bd]

Bonjour Zozo,
Pour ma part, mes equations sont encore incapable de donner un résultat complet et pour l'instant je bute sur la résolution d'une équation que je ne sais plus faire.
fred

[calculair]

Bonjour Zozo_MP


Je vais arranger un peu mon fichier excel et je le mettrai à dispo.

Par contre je me suis planté plusieurs fois pour tenter de formaliser par un calcul les methodes pour optimiser le char.

L'avantage d'un tableur est que cette optimisation tu peux la faire en essayant differentes valeurs

[inviteeab58958]

Je ne suis pas 100% d'accord,

Je n'ai pas regardé en detail
La puissance aborbée par l'helice augment bien commme le cube de la vitesse du char, mais cela independamment de la vitesse du vent

Il y a un 2° terme qui serait K² V

Pm = A Vc³ + B K² V

Bonjour calculaire,

Influence de la vitesse de vent V sur la puissance absorbée par l’hélice.

Traction de l'hélice T = CT rho d^4 N^2
Avec CT coeff de puissance; rho masse volumique de l’air ; d diamètre de l’hélice
N fréquence de rotation de l’hélice

N = R KV
R rapport entre la vitesse chariot ( KV ) et N

T= CT rho d^4. ( RKV ) ^2

T = CT rho d^4. R^2 K^2 . V^2

Puissance absorbée ( avec un rendement hélice = 1 ) :

P = T V ( K-1)

Soit

P = CT rho d^4. R^2 K^2 . ( K-1) V^3

[invitee0b658bd]

Bonjour,
Je pense qu'il faut voir le char comme un systeme qui transfere de l'energie entre le sol et la masse d'air et qui se sert au passage
l'energie disponible pour le char provient du delta V entre la masse d'air et la terre
On ne peut malheureusement prendre qu'une fraction de cette energie

l'energie disponible pour le char sera donc fonction de la quantité d'energie que l'on transfert et du rendement avec lequel on la transfere

l'energie qui transite par le char est beaucoup plus importante que l'energie utilisable par le char
fred

[inviteeab58958]

Re bonjour

J'ai re fait le calcul avec une helice de 50 Cm de diamètre et 0,25 cm de pas mais Tri Pale

Le char a un cX de 0,3 et un maitre couple de 0,1m²

Avec un vent de 5m/s sa vitesse maxi est 9,5 m/s
Avec 2 hélices sa vitesse maxi est de 11m/s

La vitesse des helice est de 1700 T/minutes

La puissance aborbée est de 10 W

Voici ce que répond mon tableur :

Traction hélice : 5.51 N
Puissance absorbée ( rendement hélice 0.8 ) 31 W

Réaction sol sur roues ( rendement transmission 0.8 ) 4.07 N
Trainée aéro 0.37 N

[invitee0b658bd]

Bonjour,
voir ci joint l'equation generale du char pour K > 1 et la demarche qui y menne.
je n'ai pas encore fait de tentative de résolution analytique de cette equation (il faut un courage certain pour cela)

n'hésitez surtout pas si vous relevez des erreurs

fred

[calculair]

Voici ce que répond mon tableur :

Traction hélice : 5.51 N
Puissance absorbée ( rendement hélice 0.8 ) 31 W

Réaction sol sur roues ( rendement transmission 0.8 ) 4.07 N
Trainée aéro 0.37 N

Bonjour

Pour une Tripale tournant en point fixe à 1700 T/minutes il faut 27 W pour l'entrainer et tire 3,7 N

La même helice sur le char roulant 10 m/s par vent arriére de 5m/s ne demande que 10 W et tire 1,41 N en tournant à 1700 T/minutes.

[calculair]

Bonjour Verdifre,

Pour decrypter ton document il faut que je l'imprime, mais mon imprimante est en panne pour l'instant.
Va vitesse entrée de l'air dans l'helice Vsol - V
Vs sortie air helice
d densité de l'air
Shp surface des pales
Cx Cx du char de surface S
T aero Trainée aerodynamique
F Resistance des roues
Pm Puissance à fournir à l'arbre d'helice, (puissance empruntée aux roues)


J'ai essayé de calculer les conditions d'equilibre entre

La traction de l'helice = T = 1/2 d ( Vs + Va) ( Vs - Va) Shp

La trainée Taero= 1/2 d Cx S ( V sol - V )² * signe ( Vsol - V )

La resistance des roues pour injecter la puissance motrice à l'helice. cette resistance doit être F = Pm / V sol

Avec Pm = 1/4 d ( Vs + Va) ( Vs² - Va²) Shp

tu dois avoir à l'equilibre T - Taero - F = 0


Les calculs sont moins compliqués mais pénibles et je me suis trompé. il faut que je recommence mais calmement et lentement.....


J'ai un peu arrangé mon fichier excel mais je ne sais pas le mettre en ligne sur notre forum.

[invitee0b658bd]

bonjour,

Bonjour

Pour une Tripale tournant en point fixe à 1700 T/minutes il faut 27 W pour l'entrainer et tire 3,7 N

La même helice sur le char roulant 10 m/s par vent arriére de 5m/s ne demande que 10 W et tire 1,41 N en tournant à 1700 T/minutes.

pour moi, il y a un probleme, ces données m'ont l'air incompatibles avec le dimentionnement du limiteur de couple réel
je ne sais pas dir ou est le probleme, mais ce résultat me semble problèmatique.
fred

[calculair]

bonjour,

pour moi, il y a un probleme, ces données m'ont l'air incompatibles avec le dimentionnement du limiteur de couple réel
je ne sais pas dir ou est le probleme, mais ce résultat me semble problèmatique.
fred

Je te rappelle que ces chiffres se rapportent à une petite helice modele reduit pour Fantome13

L'helice tri pale fait 50 cm de diametre et 25 cm de pas

[inviteeab58958]

Bonjour

Pour une Tripale tournant en point fixe à 1700 T/minutes il faut 27 W pour l'entrainer et tire 3,7 N

La même helice sur le char roulant 10 m/s par vent arriére de 5m/s ne demande que 10 W et tire 1,41 N en tournant à 1700 T/minutes.

Nous n’avons probablement pas la meme documentation
En essayant de mieux lire les courbes ( peu claires ) qui sont à ma disposition.


Pour une tripale dont le calage vaut 15 °

A vitesse nulle
Puissance absorbée 48 W
Traction 8.7 N

A 5 m/s
Puissance absorbée 45.5 W
Traction 6.88 N

Rendement 0.76

Mes données concernent des hélices plus grandes,
Un nombre de Reynolds plus petit devrait dégrader (un peu) la traction et augmenter
la puissance absorbée

Le calage de ton hélice est de 12.81°

[invitef7884487]

Ca va résoudre les problèmes de communication.
http://dl.free.fr/jAiCPO9Rx

Zozo, c'est mon simulateur avec mon équation. Normalement tout le monde peut le faire fonctionner, j'ai mis en rouge les données à rentrer. Les courbes se tracent au fur et à mesure des entrées.
Particuilarité (?) pour moi il faut un zoom d'affichage de 75% pour avoir toute les courbes à l'écran. Mais ça dépend des écrans !

Je reviendrai tout à l'heure pour en faire la critique de ce simulateur, nous pouront en discuter ensemble si vous voulez.

Bon amusement !