diametre du mât d'un rotor Savonius

[julie3469]

Bonjour,

Je souhaite realiser une eolienne de type rotor de Savonius, et je souhaite calculer le diametre du mât de mon eolienne.
J'ai deja effectue de nombreuses recherches sur ce sujet, et j'ai egalement consulte les forum futura traitant de ce sujet, mais sans grand succes.

Il me semble que le mât peut être considere comme une poutre sur appui simple a ses deux extremites (puisque la rotation est possible par roulements a billes).
Cette pourtre subit de la compression (due au poids des pales, donc il faut faire attention au phenomene de flambage), de la flexion (par l'action du vent) et de la torsion (due au mouvement rotatif des pales).

Quelqu'un pourrait-il me donner quelques pistes?
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[polo974]

Bonjour,
...
Quelqu'un pourrait-il me donner quelques pistes?

à moins de faire des pales très épaisses en or ou en uranium, le flambage est négligeable.

je t'ai donc résolu un tiers du problème .

à part ça, il faut savoir plein d'autres choses:
dimension de la chose,
hauteur du mat,
épaisseur du mat (si c'est un tube creux avec du vide dedans),
haubanage éventuel (permet de grosses économies, mais ça change le look...),
...

edit: vitesse max du vent...

[julie3469]

Oui merci un tiers de moins ^^

Dans mon cas, j'etudie donc une eolienne Savonius composee de 2 pales de 3m de hauteur avec 1 metre de diametre.
Je pense que je vais faire mes calculs dans le cas d'un tube creux et plein. Tu fais bien de me le faire remarquer parce que j'avais vraiment zappe ca (je suis pas une as en mecanique :s).
Dans mes calculs ca ne changera que la valeur du moment quadratique si je ne me trompe pas.

L'haubanage est possible dans le cas d'une eolienne de type rotor de Savonius?

Je ne vois qu'une chose qui me reste a faire: calculer la force du vent et le couple engendre, calculer le poids des pales et tenter de remonter au diametre, non?

En tout cas merci, bonne journee

[PIXEL]

Je pense que je vais faire mes calculs dans le cas d'un tube creux et plein.

merci , pour ma culture défaillante , de m'expliquer ce qu'est un "tube plein"

[A voir en vidéo sur Futura]

[julie3469]

Non desole c'est moi, je ne suis pas experte dans le domaine et parfois je n'utilise pas les bons mots :s
Voila ce que j'appelle un tube vide: http://www.ondulex.com/images/axe2.gif
Et un tube plein: http://uel.unisciel.fr/physique/opti...res/ax_pr2.png

[Sanglo]

Salut Pixel,

Un tube creux, c'est un rond qui est évidé et un tube plein ... ben c'est un rond tout simplement.
Un rond est un "tube creux" en puissance mais l'inverse n'est pas vrai.
C'est bien pour ça que la langue de Molière fait la différence entre un tube et un rond ce qui prouve bien que ta culture n'est pas défaillante

A++

[Zozo_MP]

Bonjour Julie

ce sujet à été traité plusieurs fois, en faisant une synthèse de ce qui c'est déjà discuté avec tous les détails cela devrait vous faire gagner du temps.

Voici la discussion la plus complète à mon avis sur le sujet http://forums.futura-sciences.com/te...-dacier-3.html

Cordialement

[polo974]

un tube plein, c'est un tube qu'on a rempli avec autre chose que du vide...

les gars, vous oubliez les tubes carrés (plus ou moins creux) (et autres formes)....

sinon, pour haubaner, il y a 2 façons:

sous l'éolienne (version simple et efficace si le mat est long)
au-dessus de l'éolienne, mais il faut alors une plaque ou un "chapeau" fixe permettant de ne pas avoir les câbles dans la partie tournante (ce qui l'empêcherait de tourner d'ailleurs).

donc quelle hauteur de mat ? ? ?
(une éolienne fonctionne bien mieux en hauteur, c'est pour ça qu'on ne les met pas dans la cave...)

[julie3469]

Merci pour ta reponse Zozo_MP, je vais aller etudier tout ca.

Je rappelle que c'est une eolienne Savonius, donc je vois pas pourquoi certaines personnes veulent realiser un haubanage car elle est quasiment a hauteur du sol ^^

Une derniere chose. Afin de determiner la force qui s'applique sur mon mat, je cherche a calculer la force exercee par le vent sur les pales de mon Savonius.
On trouve tres facilement l'expression: F=(1/2)*Rho*V^2*Cx*S
Avec la precision que cette formule est utilisee dans le cas d'une force exercee par le vent sur une surface plane.
Impossible de trouver une formule dans le cas d'une surface curviligne alors que je pensais que ce serait simple

Quelqu'un aurait il une idee?
La force exercee par le vent est elle la meme dans le cas des pales statiques ou en mouvement?

Bonne journee a tous!

[Jaunin]

Bonjour, Julie3469,
Un petit début d'information.
Cordialement.
Jaunin__


http://www.mecaflux.com/phpBB3/viewt...=477&view=next

[julie3469]

Bonjour Jaunin,
Merci je pense que ca devrait me faire reflechir
Bon apres midi,

Julie

[polo974]

Merci pour ta reponse Zozo_MP, je vais aller etudier tout ca.

Je rappelle que c'est une eolienne Savonius, donc je vois pas pourquoi certaines personnes veulent realiser un haubanage car elle est quasiment a hauteur du sol ^^

certaines personnes savent qu'au niveau du sol, il y a moins de vent, et plus d'obstacle dont éventuellement un gamin ou une mémé...
donc certaines personnes pensent qu'il est plus avantageux de monter le moulin à vent au bout d'un mât.
et la solution la plus légère est le haubanage (question de moment quadratique).

Une derniere chose. Afin de determiner la force qui s'applique sur mon mat, je cherche a calculer la force exercee par le vent sur les pales de mon Savonius.
On trouve tres facilement l'expression: F=(1/2)*Rho*V^2*Cx*S
Avec la precision que cette formule est utilisee dans le cas d'une force exercee par le vent sur une surface plane.
Impossible de trouver une formule dans le cas d'une surface curviligne alors que je pensais que ce serait simple

Quelqu'un aurait il une idee?

oui

La force exercee par le vent est elle la meme dans le cas des pales statiques ou en mouvement?

Bonne journee a tous!

pour la surface convexe au vent, tu peux prendre un cx de .4, pour la surface concave au vent, un cx de 1.4
c'est la différence de cx gauche/droite qui crée le couple de rotation.

mais à moins de faire une Savonius vrillée (et encore), les efforts seront variables à chaque demi tour, il faudra donc considérer la fatigue...
donc même si la force diminue un peu en mouvement, son effet est plus destructeur...

[julie3469]

Merci polo pour cette reponse, en effet je comprends mieux ^^

Une autre petite question qui me taraude depuis quelques heures deja.
J'ai desormais calcule la force exercee par le vent et je m'appretais a calculer le couple afin de determiner le diametre du mât que je devais utiliser.
J'ai rapidement trouve la formule permettant de realiser ce calcul, mais je ne reste pas persuadee de mon calcul de couple.

En effet, j'ai trouve 2 formules:
C = F * r ( dans laquelle j'ai pris F la force exercee par le vent et r le rayon de mon rotor)
ou bien
C = P/omega ( dans laquelle J'ai pris un omega fixe et P la puissance du vent)

Mon probleme est que je n'obtiens pas le même resultat dans les 2 cas.
En ecrivant ca me semble maintenant logique de ne pas obtenir pareil etant donne que j'ai fixe omega, qui n'intervient pas dans la 1iere formule.
Mais j'arrive pas a savoir quelle formule s'applique le mieux dans mon cas.

Merci encore de votre aide et bonne soiree

[polo974]

Et comme ça pour rire, c'est en quelle unité ton oméga ? ? ?

Car on peut lui faire dire ce qu'on veut à ce pauvre (surtout si on lui choisi une valeur arbitraire)...

[julie3469]

Merci beaucoup Jaunin pour ce gros coup de pouce!

La valeur de rotation fixee est de 100 tr.min-1 obtenue pour un vent de 8m.s-1 ce qui me semble pas trop aberrant.
Et evidemment j'ai converti tout ça en rad.s-1

[julie3469]

Bonjour a tous,

Je suis desolee de vous sollicite encore une fois, mais vos pistes m'ont jusqu'a present beaucoup aidees.
J'aimerais juste avoir votre avis sur la question suivante.
Je cherche a calculer la vitesse angulaire de mon rotor, resultat facilement calculable a partir de la formule: omega = (lamda * vitesse) / rayon, pour ensuite determiner quels pignons/chaines je vais pouvoir utiliser.
Mais cette formule est difficilement exploitable puisque plus la vitesse du vent augmente, plus la vitesse angulaire augmente.
Des personnes avec qui je realise le projet soutienne le fait qu'il y a une frequence de fonctionnement optimum pour un savonius. Cependant impossible de determiner laquelle.

Alors est ce que selon vous il y a vraiment une vitesse de vent pour laquelle le fontionnement de l'eolienne est maximal, et auriez vous une idee pour la determiner?

Encore merci, et bonne soiree

[Jaunin]

Bonjour, Julie3469,
Il semblerait qu'il s'agisse de la théorie de Betz.
Je vais voir si je trouve quelque chose sur le sujet.
Cordialement.
Jaunin__


http://odpf.org/anterieures/xvi/gr-2...memoire_24.pdf

http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD000..._eol/pa_10.htm

http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16657

http://web.univ-pau.fr/~omari/TPeol.pdf

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89olienne

[Jaunin]

Re-Bonjour, Julie3469,
Voilà ce que j'ai trouvé sur la théorie de Betz.
Ce n'est pas très évident à calculer, mais si cela peut déjà vous aider.
Cordialement.
Jaunin__

http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD030...ie/DispPdf.pdf

http://eolienne.f4jr.org/eolienne_etude_theorique

http://www.google.ch/search?sourceid...w=1263&bih=990

[julie3469]

Merci encore un fois Jaunin pour toutes ces reponses.
J'ai regarde tous les documents que vous m'avez envoye.
Je pense que la limite de Betz permet d'expliquer que le vent qui arrive sur l'eolienne n'est pas utilisee en totalite (d'ou le facteur 16/27 que l'on peu calculer)
Mais cela depend toujours du vent: c'est-a-dire que si la vitesse du vent tendait vers l'infini, la vitesse du rotor egalement.
Je pensais qu'il existait une formule permettant de calculer la vitesse maximale que pouvait atteindre un rotor savonius a cause de sa geometrie.

Bonne journee

Julie