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Niveau école ingénieur
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question de rapport physique/mécanique

Posté par
genelec
06-12-19 à 10:42

Bonjour à tous, je suis nouveau sur ce forum, j'espère ne pas m'être trompé de catégorie pour la publication !

J'ai un problème sur lequel je bloque: quel serait l'impact sur un moteur d'extraction de l'installation d'un obstacle dans le flux d'air une fois celui-ci sortit de la bouche d'extraction ?
L'extracteur en question ne m'appartient pas, je vois juste un flux d'air continu qui pourrait être exploité pour produire de l'énergie.
J'ai fait un schéma (pas à l'échelle) pour représenter l'idée.
En bleu sur ce schéma, ce qui existe actuellement et en vert un obstacle qui serait à 1m50 maximum de cette extraction.

Toutes suggestions et avis sont les bienvenus !

question de rapport physique/mécanique

Posté par
vanoise
re : question de rapport physique/mécanique 06-12-19 à 15:59

Bonjour
A première vue, pour des conditions d'entrée dans le tuyauterie fixes, la puissance mécanique utile fournie par le moteur dépend du débit massique de sortie, de la vitesse de sortie et de la pression de sortie.
Je ne pense pas que l'obstacle, placé à plus d'un mètre, modifie sensiblement ces paramètres. En revanche, l'obstacle va être soumis à de fortes contraintes avec un tel débit et une telle vitesse de sortie. Mais bon : il est aussi sensé résister à des vents de  plus de 100km/h en cas de tempête...

Posté par
genelec
re : question de rapport physique/mécanique 08-12-19 à 10:20

Bonjour Vanoise et merci pour ta réponse. Supposons maintenant que l'obstacle soit rapproché à moins d'un mètre de la bouche d'extraction, est-ce que certains paramètres risquent de changer ?

Posté par
vanoise
re : question de rapport physique/mécanique 08-12-19 à 11:59

Tout dépend de la taille de l'obstacle par rapport au diamètre de la canalisation. Comme expliqué précédemment, il faut se poser la question suivante : la présence de l'obstacle modifie-t-elle de façon significative ou non la vitesse de sortie de l'air ? Intuitivement, je dirais non tant que l'obstacle reste à au moins un mètre. Si tu en as la possibilité, tu peux éventuellement faire quelques mesures. La dynamique des fluides est très complexe : les équations théoriques sont connues mais très difficiles à résoudre même numériquement avec les moyens informatiques actuels. C'est pour cette raison que les essais en soufflerie sont toujours indispensables.

Posté par
genelec
re : question de rapport physique/mécanique 09-12-19 à 08:33

En supposant que l'obstacle est une éolienne, peut-on dire que le débit ne sera pas "bloqué" étant donné l'espacement entre les pâles ? Et si on la rapproche entre 0,5 et 1 mètre, existe t-il une formule permettant de calculer à partir de quel moment cet obstacle peut devenir une contrainte pour l'extraction ?

Posté par
genelec
re : question de rapport physique/mécanique 09-12-19 à 08:34

(sans avoir à effectuer de test en soufflerie)

Posté par
vanoise
re : question de rapport physique/mécanique 09-12-19 à 12:12

Une éolienne ne constitue pas un obstacle pour l'air. L'air, en traversant le disque délimité par la rotation des pâles est simplement ralenti, une partie de son énergie cinétique est transmise aux pâles, d'où la récupération possible d'énergie mécanique transformable en énergie électrique. La puissance maximale récupérable est fournie par le théorème de Betz (voir ici si cela t'intéresse : ). On pourrait d'ailleurs envisager de placer une petite éolienne en sortie de ta soufflerie. La formule de Betz conduit, en supposant le rayon de la canalisation égal à 25cm, à une puissance maximale récupérable de 680W ; une puissance réelle électrique récupérée comprise entre 400 et 500W sans doute... Pas sûr que l'investissement soit rentable.
Si tu reviens à ta question initiale : je n'ai pas de formule toute faite à te proposer pour obtenir l'influence d'un obstacle plan devant la sortie de la soufflerie. Je pense simplement que, tant que l'obstacle est à une distance de la sortie de la soufflerie d'au moins 1m (le double du diamètre de la soufflerie), l'influence de l'obstacle sur la vitesse de sortie de l'air est négligeable, donc l'influence de l'obstacle sur la puissance utile que doit fournir le moteur est négligeable.

Posté par
genelec
re : question de rapport physique/mécanique 09-12-19 à 13:46

Ok merci vanoise pour tes explications très claires !



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