Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 22 Nov - 6:28

Salut Louis,

On va y penser sérieusement.
Il faut que je fasse un support dédié. Tu n'es pas à une semaine près?
Quel est l'objectif? qu'Est-ce que cela montrera?

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Dim 23 Nov - 0:08

Fred Van.H. a écrit:Salut Louis,

On va y penser sérieusement.
Il faut que je fasse un support dédié. Tu n'es pas à une semaine près?
Quel est l'objectif? qu'Est-ce que cela montrera?

Fred
Bonjour
C'est un moyen d'évaluer comparativement le "pitch/pas" réel et non pas le pas nominal comme déduit de l'angle à 0.75 fois le rayon.
(pour le diamètre un double-décimètre suffit bien)
C'est en gros le deuxième paramètre important avec la traction statique
Le produit des 2 donne la puissance (pour une valeur rpm donnée)
Louis


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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Dim 23 Nov - 13:14

Bonjour Louis,

Si je comprends bien, tu souhaiterais trouver le J = v/nD pour une traction nulle et celui pour une puissance nulle. Soit, à quelle vitesse, pour quelle tr/min on trouve une traction = 0, idem pour couple = 0 ?

Ceci dans le but de caractériser des hélices ?

Je ne sais pas si c'est possible de cette manière et avec ce matériel.

Il est possible que l'hélice se stabilise à des tr/min permettant juste ce qu'il faut pour contrer les frottements à l'axe et la traînée des pales, donc un peu au-delà du J pour couple nul. Ce J n'a rien à voir avec le J pour traction nulle, bien moindre, duquel on pourrait tirer une estimation du pas "effectif", à différencier du pas "géométrique".

Et puis, sans vouloir vexer Fred, je doute que l'on puisse faire une estimation réellement fiable de la vitesse dans ce style de soufflerie. C'est pas des reproches hein Fred ! C'est possible que ce soit bien mesuré, mais ça relève de l'exploit, je parle en connaisseur...  Smile je n'ai jamais pu résoudre certains problèmes que j'avais rencontré (turbulences, fluctuations périodiques, etc. etc.).
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Dim 23 Nov - 13:31

yomgui a écrit:.

Il est possible que l'hélice se stabilise à des tr/min permettant juste ce qu'il faut pour contrer les frottements à l'axe et la traînée des pales, donc un peu au-delà du J pour couple nul. Ce J n'a rien à voir avec le J pour traction nulle, bien moindre, duquel on pourrait tirer une estimation du pas "effectif", à différencier du pas "géométrique".
C'est un peu ce que je pense aussi, mais je vais quand même essayer Wink


yomgui a écrit:.Et puis, sans vouloir vexer Fred, je doute que l'on puisse faire une estimation réellement fiable de la vitesse dans ce style de soufflerie. C'est pas des reproches hein Fred ! C'est possible que ce soit bien mesuré, mais ça relève de l'exploit, je parle en connaisseur... Smile je n'ai jamais pu résoudre certains problèmes que j'avais rencontré (turbulences, fluctuations périodiques, etc. etc.).
Tout à fait conscient de ça, ça ne me vexe pas du tout. Les résultats obtenus chez moi n'auront qu'une valeur indicative et d'aide à la réflexion. Seules les comparaisons "mieux-moins bien" pourront apporter des réponses un peu tangibles. Et encore, à prendre avec précaution. Neutral

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Mar 25 Nov - 19:20

Bonjour
Si les frottements sont très faibles .. ça devrait donner un point
de la relation : vitesse de rotation Vo(rpm) = f (m/s) .. "à couple nul" = " à puissance nulle".
Ca peut être légèrement différent de "à traction nulle" (??)
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Jeu 27 Nov - 10:04

Bonjour,

Le rapport V/n  (vitesse air / vitesse de rotation, on utilise plus couramment J=v/nD avec D le diamètre) pour puissance nulle n'est pas le même que celui pour traction nulle.

Si on regarde les polaires d'hélices, comme celles de l'UIUC :


J pour poussée nulle compris entre 0.56 et 0.6.


J pour puissance (et couple) nulle : probablement au delà de 0.7.

A noter que le pas "géométrique", mesuré d'après la corde du profil de pale, est assez bien respecté et que du coup les pales sont à angle d'attaque = 0 vers J = 0.5 (P/D = 4.5/9).

Une soufflerie permettrait d'estimer les 2, mais la mesure est très sensible, à la vitesse surtout (les tr/min peuvent être précisément mesurés) et aussi à la poussée et à la puissance, très très faibles à ce niveau.


Dans quel but ? comparer le pas annoncé avec le pas réel ? Je ne sais pas s'il n'est pas plus facile de mesurer ce pas en quelques points le long du rayon, avec une idée de la forme du profil, surtout sa cambrure, qui donnera une idée de la différence entre le pas géométrique et le pas effectif (poussée nulle).


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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Jeu 27 Nov - 21:17

Louis, j'ai pris quelques minutes au boulot pour faire un joli petit support profilé pour un axe d'hélice. J'espère avoir le temps de faire des premiers essais ce week end  Wink

yomgui a écrit:T'as pas une balle de golf ??  Very Happy
Je viens de retrouver quelque chose qui devrait être une balle de golf. Diamètre 43mm. Pesante, dure, constellée de petits cratères, comme des marques de petite vérole Laughing  Par contre il me semblait que les creux des balles de golf étaient moins nombreux et plus profonds. Cela dit, si c'en est une, le Cx doit être équivalent, j'ai cru comprendre que ces balles étaient très normalisées.

Je vais y faire un petit trou pour la fixer sur une corde à piano.

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Ven 28 Nov - 0:41

Fred Van.H. a écrit:Louis, j'ai pris quelques minutes au boulot pour faire un joli petit support profilé pour un axe d'hélice. J'espère avoir le temps de faire des premiers essais ce week end  Wink

yomgui a écrit:T'as pas une balle de golf ??  Very Happy
Je viens de retrouver quelque chose qui devrait être une balle de golf. Diamètre 43mm. Pesante, dure, constellée de petits cratères, comme des marques de petite vérole Laughing  Par contre il me semblait que les creux des balles de golf étaient moins nombreux et plus profonds. Cela dit, si c'en est une, le Cx doit être équivalent, j'ai cru comprendre que ces balles étaient très normalisées.

Je vais y faire un petit trou pour la fixer sur une corde à piano.

Fred
Fred
Super ! Une p'tite photo ?
Pour moi le point à puissance nulle (couple nul) est une bonne "référence" pour une hélice donnée
(rapportée à J = V/nD .. c'est bien)
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Ven 28 Nov - 9:04


RhAAAaaAAAalalaaaaa   Mad
la photo est dans le bon sens dans le fichier, à l'envers ici Rolling Eyes


Et allez donc Rolling Eyes

Enfin...

C'est un ancien petit réducteur pour format 400. Il a un roulement à l'avant, un palier à l'arrière.
C'est super libre Very Happy

Ici avec une  12x6". J'espère que les pales ne passent pas trop près du mât ( 30mm au plus près. Si vous trouvez que ça risque de donner trop d'interférences, je modifie) . J'ai une 12x8 aussi neuve, pour comparer.
Il faut que je remette un compte tours en état (mes deux compte-tours ont été modifiés pour être embarqués).

A+

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Ven 28 Nov - 11:13

Petit essai vite fait :

La traînée de l'hélice 12x6" libre en rotation est de 95g environ.
La traînée est tout d'abord faible, puis très importante, puis diminue jusqu'au moment ou l'hélice a pris son régime.

Bloquée en rotation perpendiculairement au support, pour ne pas masquer celui-ci dont la traînée est décomptée :  48g

Vitesse du flux : 42km/h dans les deux cas . Température 14°
Mais bon, il faudrait vraiment que j'étalonne mes instruments, pour l'instant c'est à prendre avec beauuuuucoup de précautions Neutral

C'est pas grave, je sens que je vais m'éclater, avec cette machine! Plein d'expériences amusantes à faire bounce jocolor pig clown

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Ven 28 Nov - 12:22

Cool !

ça traîne plus libre que bloqué, on en avait déjà parlé sur un autre forum, c'est le cas pour les faibles pas/diamètre, c'est l'inverse pour les grands P/D.

En tout cas, à 42 km/h, ça fait déjà un bon aérofrein !
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Ven 28 Nov - 12:37

Je pense que c'est bien pire que ça :
L'hélice est bien libre de prendre le maximum de régime, mais elle prend ses tours avec un net temps de retard par rapport à l'accélération de l'air dans la veine. Le temps qu'elle comble ce retard, la traînée est au moins 50% plus forte qu'à plein régime ( à la louche, mais je regarderai plus précisément). Moralité, avec un moteur pour la freiner et pas de frein pour l'arrèter, c'est vraiment un bon aérofrein !

J'aimerais trouver le moyen de vérifier ce que donnent mes mesures.
J'ai trouvé plusieurs formules, tenant compte ou pas de la masse volumique de l'air. Ais-je besoin de ça?
J'en ai trouvé une très simple : Cx=R/S.V² Ca te semble adapté?
Je voudrais essayer deux plaques carrées ou circulaires de différentes surfaces et les essayer à différentes vitesses. Qu'en penses tu?

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Ven 28 Nov - 13:30

La masse volumique de l'air, ou densité de l'air, vient jouer comme un facteur, donc ça joue sur la précision du style : est-ce que rho est plus à 1,2 ou 1,22, etc... de l'ordre de quelques pourcents. 

Sinon, tu va sur météociel.fr, pour ta commune ça peut te donner une idée de la pression chez toi. Après, avec la température de l'air tu peux calculer la densité de l'air.

Sinon, pour le coefficient de traînée, le Cx, la formule générale c'est :

Fx = 0,5 * rho * Cx * S * V²   (Fx en N ; rho en kg/m3 ; S en m² ; V en m/s).

d'où :

Cx = Fx / (0,5 * rho * S * V²)


La surface S est arbitraire. Dans le cas d'un avion par exemple, on prend volontiers la surface alaire. Pour les formes plus ou moins profilées, comme une sphère, on prend plus volontiers la surface frontale il me semble.

Pour calibrer un peu ta soufflerie, tu pourrais prendre des formes dont ont a le coefficient de traînée à différents Reynolds. Celui de la sphère est bien connu, même celui de la balle de golf comme celle que tu as.
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Ven 28 Nov - 16:09

J'ai trouvé ça :

http://www.icab.fr/wiki/index.php?title=Densit%C3%A9_de_l'air

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Ven 28 Nov - 16:37

yomgui a écrit:
Cx = Fx / (0,5 * rho * S * V²)
Ok, ça à l'air cohérent avec les exemples que j'ai calculés ( les math et moi, même très simples... Rolling Eyes clown  ).

Il me reste un truc qui en sûrement simple pour toi, mais pour moi...
... comment tu traduis ça en Watts? Je veux dire : comment tu passes de grammes de traînée ou de newtons, en Watts? Ce n'est pas une simple conversion, il faut faire intervenir le temps, je crois Neutral

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Ven 28 Nov - 17:34

Pour la puissance, faut multiplier la force par la vitesse.

Donc ici, puissance = traînée * vitesse air

On peut traduire la relation comme la puissance étant la capacité à fournir telle force à telle vitesse.
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 29 Nov - 0:31

Bonjour
C'est intéressant d'évaluer la trainée en g (en enlevant la trainée du support) de l'hélice
au fur et à mesure que les rpm (partant de zéro, hélice bloquée par une tige .. ) augmentent vers les rpm "à vitesse stabilisée"
et de comparer à un disque "plein" de même diamètre
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 7:05

Ah oui, c'est vrai Smile

Par contre, il faudrait que je fasse ça avec une hélice plus petite : la section de la veine est de 33x33cm, l'hélice est une 305mm, il ne reste pas grand chose autour.
Je compte de toute façon essayer des plaques planes pour avoir une base. Comparer ce que je trouve avec du connu. La balle de golf est très petite, pour ça. Je trouve environ 3g de traînée à 42km/h, ce qui fait, si je ne me suis pas gouré, un Cx de 0.25. Mais 3g, comparé aux errements de ma balance et du bastringue qu'il y a autour... Neutral

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Sam 29 Nov - 10:12

Salut,

avec la balle de golf tu as Cx = 0,25 et des Reynolds (rapportés au diamètre) à 34000.

D'après ça, tu devrais être autour de Cx = 0,5 :



Mais bon, effectivement, 3 g dans une grosse machine comme ça c'est un peu léger...

C'est un peu comme quand j'essayais de mesurer la traînée d'une antenne... c'était plus de la divination que de la science... Laughing

Un ballon de hand ? Laughing

Faut trouver un autre objet bien connu.

Un disque ? Cx = 1 environ :

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 10:42

yomgui a écrit:Pour la puissance, faut multiplier la force par la vitesse.

Donc ici, puissance = traînée * vitesse air

On peut traduire la relation comme la puissance étant la capacité à fournir telle force à telle vitesse.

C'est des N et des m/s, je présume?

Merci Very Happy

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Sam 29 Nov - 11:09

C'est ça.
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 11:41

Je viens d'essayer avec un compact disc ( un bon film, hein, pas n'importe quoi Laughing  ) diamètre 120mm, trou central bouché.

41km/h ( ça freine un peu le flux)

125g de traînée

S je n'ai pas merdé, Cx 1.36 Neutral


Il faudrait que j'essaie aussi à 30km/h, pour voir. et avec différents diamètres.

Sinon, si je compte que 125g de traînée font 1.226N et que V=11.14m/s, ça fait 13W? ça fait peu, non?
il ne faudrait pas mettre V au carré, des fois? Mais là ça fait 152W, un peu beaucoup, peut être... Question


Dernière édition par Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 11:55, édité 1 fois

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 29 Nov - 11:54

Bonjour
Je parie que ton CD-DVD était le film " l'aile lisse ou la cuisse " de Claude Zidi .. tres rigolo
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 11:57

Raté : c'est Jeanne d'Arc de Besson. Banni du salon car jugé trop violent pour être vu en famille, il se cherchait un usage à l'atelier Wink

Louis je n'oublie pas ta requète, mais comme tu vois j'avance pas à pas.

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 29 Nov - 12:11

Fred
Non c'est bien 13.6 W (newton x m/s)
Ca fait un "Power disk loading" de 1.2 kW/m2 (si mes calculs sont bons)
Le concept "Disk loading" est important
soit kW/m2, soit kgf/m2
Voir aussi (via Google) la "limite de Betz" (éolienne)
Tout dépend de la vitesse du vent
L'hélice est la base d'une éolienne.
C'est ce que tu fais dans ta soufflerie (sans alternateur .. d'abord)
Louis "la soufflante" (et pas Louis la brocante, ni la tocante .. la septante passée .. pas encore l'octante)
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