Hélice angulaire

[eouera]

Bonjour à tous,

Je suis nouveau sur le forum.

Je souhaiterais souffler de l’air à travers d’un tronc de cône (forme d’abat-jour).
Evidement, le souffle sera orienté (base vers sommet) afin d’accélérer le débit d’air à la sortie.
J'aimerais installer une hélice à l’intérieur de la forme afin de récupérer le maximum de rotation.
Le débit d’air étant plus rapide à proximité de la sortie, dans ce cas, les pâles seront au plus petit de leur longueur.
Donc j’ai eu l’idée de créer une « hélice angulaire captive » installée à l’intérieur et de façon concentrique dont l’angle entre les pâles et leur axe de rotation serait égale à l’angle du corps du cône (angle de 20° maxi), ou si vous voulez, les cordes des pâles sont parallèles au corps du cône. (Voir photos).
L’objectif est de capter le maximum de flux.

Qu’en pensez-vous, je suis ouvert à toutes les discutions.
Merci.

Hélice Angulaire.png
Tronc de cône.png
Ass1.png
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[Gwinver]

Bonjour.

Intuitivement, je ne vois pas le gain de l'angle entre les pales et l'axe de rotation.
Ce pourrait même être contreproductif car cela réduit le volume d'air entre l'hélice et le cône. Le flux d'air devra se comprimer pour sortir.

[Jaunin]

Bonjour,
Pour information :

https://www.mecaflux.com/

Cordialement.
Jaunin__

[Murayama]

Bonjour!

Je crois en effet qu'un logiciel de simulation est indispensable parce qu'en matière
de mécanique des fluides, l'intuition est souvent contraire aux faits.
De mon point de vue, dans une turbine comme ça, j'ai bien l'impression que ce
qui va primer, c'est la force centrifuge. L'air va être un peu poussé dans le sens
suggéré par la turbine, et beaucoup poussé vers l'extérieur plutôt que de passer
dans l'entonnoir. Mais encore une fois, la simulation s'impose.

Pascal

[A voir en vidéo sur Futura]

[eouera]

Merci Gwinver,
Effectivement, le flux sera comprimé vers la sortie et c'est justement l'objectif.
La forme des pâles est standard, mai l'angle ajoutera de la longueur à celles-ci.
La surface agrandie des pâles fera glisser plus d'air et donc plus de rotation.

[eouera]

Merci Jaunin,
Je connais Mecaflux.com

[eouera]

Bonjour Murayama,
L'idée est de faire en sorte que l'air ne peut s'évacuer que par le sommet car poussé mécaniquement de l'autre côté (système proche d'un Turbo-compresseur).

[eouera]

La question que je me pose c'est :
Si je dois installer une hélice vers la sortie du tronc.
Pour un flux constant et à la même hauteur, est-ce qu'une hélice à angle (pâle/axe = 70°) tournera plus vite qu'une hélice à 90° (longueurs des pâles angulaires seront évidement plus grandes) ?

[Ben-whq]

Bonjour,
Comme dit plus haut, je pense que l'effet centrifuge sera important et risque d'éjecter l'air en bout de pale.
Concernant celles-ci, le calage me semble énorme. Par exemple, sur les ventilateurs axiaux classiques que je connais on a un angle de calage entre une dizaine et une trentaine de degrés ( avec le 0⁰ correspondant à la corde en bout de pale dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation).
Pour ce qui est de donner de l'angle le long du cône, attention à la flexion en pied de pale en plus de la traction et de la torsion.
Quel est le but de votre apareil ? De mon point de vue, il vaut mieux mettre un ventilateur axial classique suivit d'une reduction concentrique.

[polo974]

Bonjour,
Comme dit plus haut, je pense que l'effet centrifuge sera important et risque d'éjecter l'air en bout de pale.
...

et la pale avec....
pale sans ^ sur le a, même ici, dans un cône...

d'ailleurs, ce cône est beaucoup trop plat pour que ça se passe bien, aérodynamiquement parlant...

[eouera]

Bonjour et toutes mes excuses pour la faute d’orthographe.
D’abord, je ne comprends pas ce que vous coulez dire par « l’air risque d’être éjecté en bout de pales » !
Concernant le calage des pales, celui-ci sera calculé adéquatement lors de la conception de l’hélice, le spécimen que j’ai présenté sert uniquement d’illustration pour expliquer le sujet.
Enfin, en ce qui concerne l’angle donné le long du tronc de cône (passons les problèmes de résistance des pales), c’est exactement ce que compte réaliser.
Je viens de tester la vitesse de l’air à l’entrée (base) et à la sortie (sommet) de mon tronc, j’obtiens presque la même chose (pour 4.5 m/s en entrée, j’ai 4.49 m/s en sortie).
Ces mesures ne sont pas précises, je l’avoue, mais dès qu’il y a de l’air à la sortie, je me pose la question sur quel configuration donner à mes pales pour une meilleur vitesse de rotation … D’où la création de cette discussion.

[Ben-whq]

Bonjour,
Comme je n'ai pas trop compris, je vous pose la question suivante : souhaitez vous récupérer de l'énergie du fluide (comme dans une turbine ou éolienne) ou fournir de l'énergie au fluide (comme un ventilateur ou un compresseur) ?

[eouera]

Bonjour Ben-whq
Grâce à votre question je réalise que mon sujet n'était pas assez bien expliqué, je m'en excuse.
Effectivement, le but de ma conception est de récupérer l'énergie produite par mon hélice captive soumise à la force de l'air circulant en sens unique (base/sommet), donc système éolien.

[polo974]

À quoi est sensé servir le cône ? ? ?

[f6bes]

Bjr à tous,
J'ai l'intuition qu'on voudrait dépasser un rendement de 1 , grace au systéme ?
J'entends la suite.
Bonne journée

[eouera]

Bonjour f6bes,
Ce serait le rêve n'est-ce pas
Pardonnez moi, mais je ne peux pas donner tout les détails de mon concept
Le but n'est pas d'accélérer l'air à la sortie même si cela pourrait être intéressant, mais de récupérer le maximum d'énergie en augmentant la surface de contact pale/air.
Supposons que nous envoyons l'air à l'arrière d'une éolienne à axe horizontale avec un profile de pales inversé, le flux étant perpendiculaire aux cordes des pales, on ne récupère que la force de poussée sur ces dernières.
Mais en enveloppant les pales par mon tronc de cône, et en inclinant les pales vers l'arrière, il y aurait une combinaison de 2 forces (poussée et glissement) donc une rotation accrue (c'est ce que j'imagine), surtout que le flux suit une direction figée et non altérée par l'atmosphère environnant.

[eouera]

L'hélice étant installée vers la sortie, L'allongement de ses pales est proportionnel à l'évolution du diamètre du cône, car ils ont le même angle.

[Ben-whq]

Je rebondi sur quelque chose : vous dites

Je viens de tester la vitesse de l’air à l’entrée (base) et à la sortie (sommet) de mon tronc, j’obtiens presque la même chose (pour 4.5 m/s en entrée, j’ai 4.49 m/s en sortie).

Cela ne colle pas physiquement sauf à avoir une énorme variation de masse volumique, pour de telles vitesses d'air vous devriez avoir une vitesse plus élevée sur la section la plus faible (égale au rapport des sections).

Il faut nous en dire plus sur l'environnement du système, son but et ce que vous espérez y gagner.

[polo974]

Avant de me faire porter pâle sur ce fil:
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89olienne
https://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz
https://eolienne.f4jr.org/demonstration_limite_betz

Les éoliennes (MW) sont assez proche de la limite de Betz.

Donc, une hélice avec 2 ou 3 pales, sans bidouille autour, ça marche très bien.

[eouera]

Bonsoir,
Peu importe les environnements et les conditions dans lesquels se trouve mon système, (loi Betz inclus)… Mon objectif est de tenter de viabiliser ce type d’hélice, donc je me repose la question suivante (toujours la même) :
Pour 2 hélices :
- Fabriquées avec la résistance qui s’impose.
- Ayant le même nombre de pales (entre 5 et 8).
- Les pales ont le même profile inversé.
- Se trouvant dans les mêmes conditions de liberté.
- Logées à l’intérieur et vers le sommet du tronc de cône (mais à la même hauteur).
- Entrainées par un flux d’air constant (je rappelle que le flux est orienté base/sommet).
Alors, est-ce que l’hélice dont les pales forment un angle de 75° avec leur axe de rotation tournera plus vite que celle où les pales forment un angle de 90° avec leur axe ?
Voici un schème qui illustre la position de celles-ci (désolé, en dessin, je suis un enfant de 8 ans).
Vous remarquerez que grâce à l’angle de 75°, je peux presque doubler la longueur de mes pales 35mm contre 20mm (figure de gauche).
Merci de vos commentaires.

[titijoy3]

tu veux créer un effet venturi au niveau de l'hélice ?

j'ai déjà vu ça.. je vais essayer de le retrouver

[titijoy3]

peut être ce genre de chose ? :

https://www.agoravox.fr/actualites/e...ercheur-127253

[titijoy3]

rechercher éoliennes carénées sur gogol

celle ci parait sympa :

https://www.grenoble-inp.fr/fr/entre...e-l-innovation

[Gwinver]

Bonsoir.

Il est écrit :

Cela permet aux mini-éoliennes de produire la même quantité d'énergie que des éoliennes trois fois plus grandes !

Si les éoliennes classiques sont proches de la limite de Betz qui est un rendement de 67%, le modèle caréné franchit largement cette valeur!

[eouera]

Bonsoir à tous,
Le système d'éolienne à carénage est intéressant mais loin de l'idée qui trotte dans ma tête, ma conception consiste à souffler l'air depuis l'arrière des pales (en inversant leur profile).
Ainsi je pourrais augmenter la surface du disque de l'hélice en allongeant les pales, de même, j'aurais moins de perte de volume d'air en bout de pales.
Là je pourrais dire que mon système récupèrera bien plus de 69% du volume d'air.
A cela s'ajoute le fait que l'hélice n'est pas seulement protégée car interne, mais de plus, l'air après l'hélice est sortant et non entrant, donc aucun danger pour la faune. et il y a d'autres avantages que nous verrons prochainement.

[polo974]

Pour la limite de Betz, on ne regarde pas la surface du disque balayé par l'hélice, mais la surface totale donc ici, celle de l'entonnoir assiette(j'ai ajouté assiette car c'est beaucoup trop aplati).

Pour le lien donné, la société ELENA ENERGIE n'a vécu que le temps de bouffer des subventions (https://www.verif.com/societe/ELENA-ENERGIE-511772972/)...
(un peu comme les arbres à vent: ils ont vendu du vent, plus que produit des générateurs efficaces)

Quelles sont les contraintes du projet ? (diamètre d'entrée, de sortie, épaisseur, pourquoi ? ...)