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Les éoliennes Energies
Bonjour à tous, devoir maison à faire sur les énergies, que je ne comprends pas trop. Le professeur nous a donné quelques indices, pouvez-vous m'aider?
Les aérogénérateurs sont plus communément appelés éoliennes. Ils sont généralement constitués de 3 pales et permettent de produire de l'électricité par temps venteux. Les pales ont un profil du même type que celui des ailes de l'avion. L'air qui arrivent sur la pale soit par le dessus de la pale (l'extrados) soit par le dessous (l'intrados). Or, à cause de la forme de la pale, l'air qui passe par l'extrados doit parcourir plus de chemin que celui qui passe par l'intrados.
Comme les deux masses d'air partent et arrivent en même temps, l'air qui passe sur l'extrados va plus vite que celui qui passe sur l'intrados.
L'éolienne fonctionne de manière optimale par vent de 45 km/h
1) En considérant que l'air de l'extrados va 50% plus que celui de l'intrados, donner sa vitesse en m.s^-1 sur l'intrados et l'extrados.
indice du prof : nous devons trouver une vitesse de 18.75 m/s
2) La loi Bernoulli simplifiée donne que V^2/2 + P/P = C sur le trajet d'un fluide. Avec V : la vitesse en m.s^-1, P la pression en Pascals, p : la masse volumique en kg/m3 et C une constante.
En sachant que la pression sur l'intrados correspond à la pression atmosphérique (100000Pa) et que la masse volumique de l'air est de 1,2kg/m3, déterminez la pression de l'air sur l'extrados.
indice du prof : notez ce que vous savez sur l'intrados et l'extrados et utilisez la loi de Bernoulli (la constante est la même des deux côtés)
3) Une pale d'éolienne peut être assimilée à un triangle isocèle de 40 m de long et de base 1,5 m.
Un Pascal équivaut à 1 N.m^-2.
Déterminez la force exercée par l'air sur l'intrados, celle sur l'extrados et en déduire la force qui permet de faire tourner une pale.
indice du prof : utilisez l'unité de Pascals pour retrouver la formule qui relie F, P et S (je vous laisse trouver à quoi correspond ces termes)
Déterminer l'aire de la pale, Déterminer les forces, la force globale est la différence entre les 2 soit 3510 N
4) Le théorème de l'énergie cinétique simplifié nous dit que l'énergie récupérée correspond au travail de la force (W) avec W = F X L ou L est la distance parcourue (en m).
Déterminer l'énergie récupérée par les 3 pales en une heure sachant que l'éolienne tourne à la vitesse de 15 tours par minute (on prendra la distance parcourue par un point situé au 3/4 de la pale).
indice du prof : en tenant compte du nombre de pale, du nombre de tour par minute et en trouvant la bonne longueur, vus devez trouver 1786*10^6 J par heure.
5) Sachant qu'une éolienne tourne en moyenne 20% du temps, déterminez l'énergie produite en un an par cette éolienne.
6) Une centrale thermique a un rendement environ de 35%, c'est à dire que l'on produit sous forme électrique environ 35% de l'énergie issue de la combustion de pétrole. L'essence libérant 42 MJ/kg lors de sa combustion, Quelle masse d''essence cette éolienne permet-elle d'économiser par an?
indice du prof : vous devez trouver environ 213 tonnes d'essence économisées.
7) L'essence a pour formule C8 H18, quelle masse de dioxyde de carbone l'éolienne a-t-elle évité de produire?
indice du prof : 657 tonnes de CO2 évités.
Je vous remercie vivement de m'aider, j'ai vraiment essayé, je ne comprends pas.
devoir à rendre lundi 16 mai.
Bonjour,
Vérifie ton agenda: le 16 mai ne tombe pas un lundi! 
Ensuite, peux tu reformuler ou compléter la phrase ou il manque des mots:
l'air de l'extrados va 50% plus que celui de l'intrados
Si le terme manquant est vite entre plus et que on ne peut trouver le résultat numérique proposé par ton prof:
indice du prof : nous devons trouver une vitesse de 18.75 m/s
sauf grosse bourde de ma part:
En effet si tu avais Ve (extrados) = 1,5.Vi(intrados)
et Ve = 18,75 m.s-1
alors Vi=12,5 m.s-1
alors que la stationnarité de l'écoulement impose Vavant pale = Varrière pale = 12,5 m.s-1
A te lire
Bonjour et merci à PerArGal de m'aider.
Désolé pour la date, je me suis trompé et je dois rendre mon devoir le lundi 13 mai.
Effectivement le mot manquant est "plus vite"
Pour la première question j'ai fait :
Coef + 50% soit 1,5
V : 45 X 1,5 = 67, 5 km/h
soit 67,5 kms = 67 500 m 1h = 3600 secondes
donc 67500/3600 = 18, 75 m.s^-1
Je pense que c'est bon?
Pour la deuxième question : On a
V : 18,75
P : 100 000
p : 1,2 kg/m3
C : constante
C = (18,75)^2/2 + 100000/1,2
C = 351,6/2 + 100 000/1,2
C = 175,8 + 83 333 = 83 509 Pa
Pour la troisième question :
Aire d'un triangle isocèle h X b/2 soit : 40 X 1,5/2 = 30 m2
Je bloque pour la suite, je pense qu'il faut chercher le nombre de tour par heure, en cherchant le périmètre du cercle car le point est au 3/4 de la pale soit à 30 mètres.
Merci de me faire savoir si le début est correct et de m'aider pour la suite.
Ca nous laisse 2 jours!
Je reviens une dernière fois sur la question 1), pour préciser que même avec l'énoncé complet il manque une hypothèse qui serait du type (pour obtenir le résultat donné par ton prof): le profil de l'intrados est telle que la vitesse d'écoulement reste égale à la vitesse du vent.
Mais passons et considérons que Ve = 18,75 m/s et Vi = Vv = 12,5 m/s
Théorème de Bernoulli:
Ce qui revient à dire que
Pression dynamique (liée à la vitesse) + pression statique = constante
Donc ici
On connait P_i et on sait que V_e = 1,5.V_i= 1,5.V_v
Donc
Numériquement cela donne:
3) L'aire d'une pale triangulaire
La relation entre force et pression est:
Ici la pression sur une face étant constante
et
(D'ailleurs tu noteras qu'il aurait du être précisé que la surface de l'intrados peut être confondue avec la surface de l'extrados ... ce qui n'est pas évident puisque le profil doit être différent pour créer une différence de vitesse ie pression )
Donc, numériquement:
Pour la suite, je te laisse un peu bosser en essayant tout de même de te guider
Cette force est appliquée eu centre de gravité de la pale, c'est à dire à 2/3 de sa hauteur (en partant de son sommet)
Donc chaque centre gravité de chaque pale effectue un cercle de rayon 2/3 de la longueur de la pale, en ce point est appliquée la force F_v. La formule "W = F x L" te donnera rapidement la réponse! Enfin j'espère!
Le reste est un calcul (bête?) de comparaisons d'énergie ... tu devrais t'en tirer. Mais des yeux vigilants dont les miens 
répondront à tes questions.
courage!
Bonjour et merci encore à PerArGal
Je n'ai vraiment pas d'autres éléments concernant la question 1.
Je pense réussir la suite du devoir, je demanderai peut être confirmation de mes résultats?
J'ai aussi un devoir sur la fusion nucléaire (voir topic)
Qui concerne la fusion de deux atomes d'hydrogène
Je crois qu'il faut que je calcule d'abord la force d'attraction gravitationnelle, ensuite calculer la force d'attraction électrique et faire le rapport des deux forces pour répondre à la question 4.
Par contre je bloque pour le tableau de variation, et ce qui me gêne est la formule donnée par le prof soit F(d) = A/d2
Merci à tous
Bonne journée
P.S. le devoir sur la fusion nucléaire est à rendre aussi pour le lundi 13 mai.
J'ai beaucoup de devoirs à faire, étant donné le bac français c'est la raison pour laquelle je demande de l'aide un peu trop tard.
Veuillez m'en excuser.
No soucy!
Ne demande pas confirmation de tes résultats: impressionne ton prof en lui disant qu'il manque dans l'énoncé une information sur le profil de l'intrados si bien que l'on doit faire des choix à deux endroits:
1) l'intrados n'influence pas l'écoulement
2) on confond pression et pression statique le long de l'intrados.
C'est quitte ou double: +2 dans ta moyenne s'il est d'abord physicien ou 2 heures de colle s'il est d'abord prof (là je vais me mettre les profs à dos alors que c'est un des plus beaux métiers ...)
Pour faire réponse à PerArGal,
Je vais soumettre ta question à mon prof, qui est effectivement un super monsieur, très cool!
Merci encore à toi
Bon week end
PS: je ne pose pas de question! j'affirme qu'en toute rigueur il manque de l'information sur l'intrados 
. N'hésite pas à rapporter la réponse de ton prof. Il est toujours intéressant de capitaliser sur les savoirs et pratiques!
A+
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