Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 29 Nov - 12:41

Louis4sun a écrit: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)
Les concepts "Disk loading" sont importants
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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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 13:38

Merci pour la confirmation, Louis Smile

J'ai toujours été un cancre à l'école, et je n'arrête pas de le payer Rolling Eyes

Fred, le cancre las.

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 15:16

Je pense que c'est mon renvoi sur la balance de traînée qui, avec la mousse d'amortissement, causait des problèmes. La mousse répartie sur une surface relativement grande, devait modifier le bras de levier en fonction de la charge, et donnait un retour à zéro aléatoire.

J'ai refait quelques essais avec les mêmes mobiles que précédemment, et je trouve des valeurs un peu différentes :

La balle de golf : 5g au lieu de 3g d'où Cx passe de 0.25 à 0.42

DVD diamètre 120 avec trou central bouché : 163g au lieu de 125. Là par contre l'erreur s'aggrave scratch

Opercule de boite de conserve diamètre 68 : 57g au lieu de 40

Roue diamètre 72mm+jambe de train : 25g

Par contre il y a une certaine constance par rapport à la surface, si on compare les deux disques, celui de 68 et celui de 120mm : ils un rapport de surface de 1 à 3 environ, et c'est bien ce qu'on mesure aussi. C'est déjà ça Laughing

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Sam 29 Nov - 16:29

Le retour à zéro doit être le meilleur possible. C'est assez galère dans un gros ventilo de ce genre.

Au final, je montais tout en direct sur le capteur de force de la balance, débarrassée de tout le plastique. Ça réduit les intermédiaires. 

Faut un support très rigide et discret, pour attacher des objets dessus. Et peut être caréner le capteur.

Le capteur dans une boite plus ou moins profilée, avec un bras qui dépasse en amont, parallèle au flux ou un truc dans le genre.
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 20:12

yomgui a écrit: Au final, je montais tout en direct sur le capteur de force de la balance, débarrassée de tout le plastique. Ça réduit les intermédiaires. 

Ca me démangeait de faire ça, mais je ne voulais pas sacrifier une balance qui deviendrait de ce fait à cet usage exclusif. Mais en te lisant, ça m'a décidé. Donc c'est fait. Sauf que contrairement à toi, les capteurs ne sont pas directement au plus près de la maquette à tester mais sur des plateaux.
N'empêche, ça change les choses. Exit le renvoi d'angle, le plateau appuie directement sur la jauge de contrainte dans l'axe.
Et bien résultat des courses, le retour au zéro s'est effectivement un peu amélioré ( mais la balance doit aussi avoir des errements électroniques incompressibles  ) les résultats ont encore changé Shocked
DVD : 115g
couvercle diamètre 68 : 35g
Roue : 15g

Cette fois, difficile de supposer qu'il y ait un problème mécanique. Ce qui est mesuré doit être très proche des forces qui s'appliquent effectivement sur le plateau Neutral

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Sam 29 Nov - 21:20

Toujours à 42 km/h ?

Si oui, ça nous fait environ :

DVD (120 mm) :
CX = 1,22
Re = 95200

Couvercle (68 mm) :
CX = 1,16
Re = 54000


Regardes ici :
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930087643.pdf

Tout en bas y a un graphe qui montre le coefficient de traînée (CD en anglais) pour des disques de 4, 8 et 12 pouces. 4 pouces, c'est environ un CD.

Donc t'es dans les 1,2, c'est plutôt cohérent !! Un peu élevé... mais peut-être que tu sous-estimes un chouille la vitesse, parce que si j'étais parti sur 43 km/h au lieu de 42, on serait plus sur du 1,1 pour le CX.

Très bon !
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Nov - 21:31

yomgui a écrit: peut-être que tu sous-estimes un chouille la vitesse, parce que si j'étais parti sur 43 km/h au lieu de 42, on serait plus sur du 1,1 pour le CX.

Mon anémomètre est peut être un peu pessimiste Neutral
Ma manière de mesurer la vitesse est peut être aussi contestable.

En tout cas grand merci à toi pour tes avis et conseils, l'apport de tes connaissances et tes encouragements sunny
Je pense que je touche au but Very Happy

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Sam 29 Nov - 23:43

Peu importe si c'est pas exactement exactement ça. Tant que l'erreur reste proportionnelle...  Laughing mais que c'est suffisamment précis (sans chipoter au poil près...).

Quand j'y pense, c'est con que j'ai pas fait le même exercice à l'époque. 

En gros, j'avais une plaque de 3 cm x 3 cm avec un CX à 1,3 / 1,4 ... je suis pas sur que ce soit la "bonne" réponse Laughing 

Mais bon... en mettant une forme profilée derrière la traînée diminue de moitié... j'aurais surement pu le calculer... mais ça a moins de charme Laughing 

C'est cool si t'as un système simple qui donne toujours plus ou moins les mêmes résultats. Moi c'était un peu galère à mettre en oeuvre à chaque fois, et le boucan !!!


Du coup je reregarde... j'avais une info du genre la keychain traînait genre 6 à 7 g à 60 km/h... c'est ce genre de caméra que je mets sur le racer.

Si tu fais le calcul, 6 g à 60 à l'heure, c'est même pas 1 W... rien du tout à 60 à l'heure. Mais c'est au cube avec la vitesse donc à 160 km/h, c'est genre 18 W.

Si t'on hélice à un rendement de 0,6, elle demandera 30 W au moteur, qui lui, à 0,7 de rendement, en demandera 40 à la batterie, soit 10 % de la puissance que j'avais affichée à l'OSD... 

C'est bon de couper les cheveux en 4  Laughing
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Dim 30 Nov - 7:33

yomgui a écrit:Peu importe si c'est pas exactement exactement ça. Tant que l'erreur reste proportionnelle...  Laughing mais que c'est suffisamment précis (sans chipoter au poil près...).

Quand j'y pense, c'est con que j'ai pas fait le même exercice à l'époque. 

En gros, j'avais une plaque de 3 cm x 3 cm avec un CX à 1,3 / 1,4 ... je suis pas sur que ce soit la "bonne" réponse Laughing a moins de charme Laughing 

Assez d'accord. Et c'est répétable, c'est important aussi. Il y a des différences de résultats pour un même objet testé en fonction des différentes configuration de la balance, mais pour une même configuration ça donne toujours à peu près la même chose. C'est déjà ça.

Maintenant que j'ai dépiauté ma balance de ménage pour la monter en direct, je vois mal quoi faire de plus. Si il y a encore des différences par rapport à ce qui est mesuré dans les souffleries "sérieuses", c'est qu'il y a peut être des différences de conditions d'essais auxquelles on n'a pas pensé, ou des turbulences causant un effet particulier dans la mienne, mais j'aurais tendance à penser que ça irait dans le sens d'une traînée mesurée inférieure à ce qu'elle devrait être, hors je trouve des Cx un peu forts. De plus, j'essaie systématiquement avec les différents supports seuls avant d'y monter l'objet, ce qui me donne une idée assez juste de l'influence des supports sur les mesures.
Mon anémomètre précis au dixième de km/h ne me semble pas pessimiste mais je peux me tromper. Quand j'essayais mes indicateurs de vitesse "Etévé", la comparaison entre les réactions en soufflerie et celles en vol comparée avec la vitesse GPS aurait plutôt montré une différence dans le sens contraire. Bon c'est vrai, difficile de se faire une idée comme ça.
Bref, j'ai tendance à considérer mes derniers résultats d'hier soir et la dernière configuration  comme étant assez justes Wink
Doré d'lavant, ( j'ai lontemps lu des San Antonio, il en reste forcément quelque chose ) je partirais du principe que mes mesures de traînée sont correctes. Du moins à partir de 5 ou 10g.


yomgui a écrit:
C'est cool si t'as un système simple qui donne toujours plus ou moins les mêmes résultats. Moi c'était un peu galère à mettre en oeuvre à chaque fois, et le boucan !!!
Je fais gaffe à ne pas l'utiliser trop tôt, ( d'autant que je suis du genre matinal Twisted Evil  ) mais ça va encore côté bruit. Il faut dire que les hélices d'aérothermes, ça doit être fait pour ne pas être trop bruyant, et que le garage est indépendant de la maison Wink

yomgui a écrit: Si tu fais le calcul, 6 g à 60 à l'heure, c'est même pas 1 W... rien du tout à 60 à l'heure. Mais c'est au cube avec la vitesse donc à 160 km/h, c'est genre 18 W.
Au cube  Shocked   Exclamation  ?   Question
J'ai toujours cru que la traînée était proportionnelle au carré de la vitesse  Shocked  
???????????????????????????????????????????????????????????

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  yomgui le Dim 30 Nov - 10:58

La traînée oui, au carré, mais comme on multiplie encore une fois par la vitesse pour avoir la puissance, la puissance varie donc au cube.
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Dim 30 Nov - 11:04

Bonjour
Une idée complémentaire :
Hélice + moteur brushless sans contrôleur (et sans charge résistive)
On a juste les pertes fer du moteur (Foucault, hystérésis + les roulements)
La fréquence du signal (phases A/B) donne les rpm (tenir compte des paires de pôles)
La tension crete-crete permet de calculer un Kv (diviser par 2, puis multiplier par 0.95)

Par la suite on (!!) pourrait mettre un rhéostat-potentiomètre et relever rpm versus watt out

On se rapproche de l'idée d'une hélice contra-rotative placée dans(derrière) le souffle de l'hélice de tête

Louis (grand-paire de Paule ! enfin à coté = Maël-Carhaix)
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Dim 30 Nov - 20:55

yomgui a écrit:La traînée oui, au carré, mais comme on multiplie encore une fois par la vitesse pour avoir la puissance, la puissance varie donc au cube.
Tu m'as fait peur! Si le peu que je sais s'avérait faux, mon moral en prendrait un coup Laughing

Louis4sun a écrit:la fréquence du signal (phases A/B) donne les rpm (tenir compte des paires de pôles)
La tension crete-crete permet de calculer un Kv (diviser par 2, puis multiplier par 0.95)

Par la suite on (!!) pourrait mettre un rhéostat-potentiomètre et relever rpm versus watt out
Désolé de te dire ça, mais je serais bien incapable de mesurer ça, je ne comprends déjà pas à quelles notions tu fais référence. Tu sais, moi, en électricité, je suis déjà content quand j'arrive à faire briller une ampoule clown
Je veux bien faire des essais pour toi, avec plaisir, même, mais là ça dépasse de très loin mes compétences Shocked

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Dim 30 Nov - 23:38

Fred
Je vais essayer de faire simple:
* une hélice et un moteur (sans contrôleur) tournant dans une veine d'air à x m/s
* tu branches un fréquencemètre entre 2 phases : la valeur F (Hz) va donner la vitesse de rotation de l'hélice
soit par exemple 14 poles (donc 7 paires) F/7 = rps donc F/7x60 = valeur R rpm
* tu branches un scope entre A et B : lecture V crete à crete (exemple 24Vpp)
soit 12 V (crete) :
Kv = 12 / R(rpm) x 0.95
Remarque 1 : un scope "moderne-digital" peut afficher à la fois F et Vpp
Remarque 2 : un multimètre peut donner Veff d'ou Vp = 1.414 Veff ...
Remarque 3 : c'est exactement une éolienne avec un alternateur à vide
Remarque 4 : on peut charger 2 ou 3 phases par des potentiomètres (pour bouffer de la puissance)
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Mar 2 Déc - 21:37

... scope, fréquencemètre... Shocked
... je dispose d'un multimètre, et c'est à peine si je sais m'en servir.
Bon, on va y aller pas à pas. Je vais commencer par faire le premier essai prévu : l'hélice libre sur un axe, mesure de régime et de traînée. Après, pareil sur un moteur non alimenté. Après, on voit ce qu'on peut faire Wink
Au fait, je me suis trompé : je n'ai pas de 12x8", mais plusieurs 12x6. Les autres hélices dont je dispose sont plus grandes ou ont été retaillées.

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Mer 3 Déc - 19:18

Fred
Certains multimètres font "fréquencemètre"
Pour les scopes .. c'est plus cher comme investissement
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Jeu 4 Déc - 6:24

En y repensant...

...à chaque fois que je mets la soufflerie en route, une fois le régime atteint, la balance de traînée passe quelques secondes par une valeur max puis redescend et se stabilise quelques grammes plus bas.
Je me demande pourquoi. Je pense que des courants se mettent en place dans la pièce, mais que se passe t-il dans la soufflerie?
J'attends toujours pour noter la valeur stabilisée, ( légèrement inférieure, donc ) mais ai je raison Neutral ?
Intuitivement je pense que oui, mais je vais essayer de voir si la vitesse du flux suit la m^me évolution au démarrage Wink

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Jeu 4 Déc - 11:34

Fred
Difficile de répondre à tes interrogations.
Tout système "dynamique" recevant un "créneau normalisé 0-100%" possède un signal de "sortie" ("réponse temporelle à un créneau")
Cette forme d'onde est caractéristique du système (souvent assimilé à un système linéaire d'ordre 2)
Un système peut avoir (ou non) une suroscillation ou rebond (exemple overshoot de 20%) et une fréquence propre.
(caractéristiques fréquentielles)
Entre la réponse temporelle et la réponse fréquentielle .. il y a la transformée de Fou(rdan) euh non (rier)
Un système est souvent non linéaire et la .. la théorie est difficile.
Les courants dans la pièce et dans la soufflerie jouent un role.

Au fait une hélice interne sur paliers ou roulements + fréquencemètre pourraient jouer le role d'un anémomètre (du commerce)
Avantages : traitement maison (Arduino ou autre) + enregistrement possible.
Louis (le Fourier de Laplace)



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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Ven 5 Déc - 14:11

Je n'ai raiment pas beaucoup de temps ces temps-ci, mais j'ai eu celui de faire un petit essai rapido il y a 5'.

L'hélice APC-E 12x6" en moulinet soumise à un flux de 42km/h, produit 85g de traînée, et tourne à 3450 tours, ce qui nous fait une vitesse de pas de 31km/h, si je ne m'abuse Wink

A refaire calmement Neutral  Le compte tour tient au blenderm et la lampe...
... comme elle peut Laughing
Mais bon, c'est un début d'info Wink

Je vais bricoler le montage d'un moteur sur le mât.

à suivre...

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 6 Déc - 10:11

Finalement j'avais bien une 12x8 Smile

Essais de ce matin : en moulinet totalement libre, puis sur moteur non alimenté Turnigy D3548/4 1100kv. 42km/h de vitesse/air.

Hélice 12x6"
-en moulinet :
83g de traînée; 3450tr/mn
-Sur moteur :
98g de traînée; 2930 tr/mn

Hélice 12x8"
-En moulinet :
43g de traînée; 2950tr/mn
-Sur moteur :
63g de traînée; 2680tr/mn
-bloquée : 40g de traînée

Tiens, ce serait intéressant d'alimenter et de voir le régime de transparence, et ce que ça consomme à ce moment là. Non?

Fred

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 6 Déc - 10:20

Salut Louis, je vois que tu es là. Bien réveillé? Very Happy
Tu vois, je bosse pour toi Exclamation

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 6 Déc - 10:30

Fred
Bravo pour tes mesures.
Merci de travailler pour la science !
Il est intéressant de noter que, pour une hélice en moulinet (libre)
* la trainée est tres proche de la trainée en mode "hélice bloquée"
* le "pas apparent" (en libre) est plus faible que le "pas nominal"
Affaire à poursuivre sur ces deux points
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Fred Van.H. le Sam 6 Déc - 10:39

Ce qui me semble remarquable, moi qui ne suis pas motoriste distingué, c'est que cela confirme un débat auquel  avait participé Yomgui sur modelism.com, ou il disait que le fait de freiner une hélice dont le moteur est arrèté, dans le but de limiter la traînée, dépend du pas Wink

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 6 Déc - 11:14

Bonjour
Je pense à l'étalonnage de la vitesse du vent (m/s) ou d'un anémomètre
Google m'a donné ca (étalonnage / voiture automobile)
http://michel.mo.pagesperso-orange.fr/etalonnage_anemometres.htm
Il y a aussi la solution "particules dans le vent" + radar (ou sonar) (ou lidar = laser)
Qui dit mètre par seconde, dit "mètre" (étalon facile) et "seconde" (étalon facile : quartz)
D'ou l'idée d'un sonar doppler dans la soufflerie (?)
Louis (ex radar expert international)
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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  LOMA le Sam 6 Déc - 17:18

Louis4sun a écrit:Bonjour
Je pense à l'étalonnage de la vitesse du vent (m/s) ou d'un anémomètre
Google m'a donné ca (étalonnage / voiture automobile)
http://michel.mo.pagesperso-orange.fr/etalonnage_anemometres.htm
Il y a aussi la solution "particules dans le vent" + radar (ou sonar) (ou lidar = laser)
Qui dit mètre par seconde, dit "mètre" (étalon facile) et "seconde" (étalon facile : quartz)
D'ou l'idée d'un sonar doppler dans la soufflerie (?)
Louis (ex radar expert international)

Louis, en te lisant régulièrement je vois que tu taquines le sujet...
j'ai une question pour toi, il y a qqs années, j'ai bossé sur un véhicule de l'armée, il y avait un capteur de vent bien particulier,
aucune pièce en mouvement, juste deux picots de 2 cm de long, espacé de 1cm. évidement je ne sais pas comment cela ça s'appel, le principe si j'ai bien compris était qu'un des picots chauffait,et l'autre picots servait de mesure de température,enfonction de la vitesse du vent le capteur était plus ou moins refroidit, on pouvait donc en déduire la vitesse du vent. si tu as des infos sur ce sujet...
merci A+

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Re: Aérodynamique amateur. Soufflerie perso

Message  Louis4sun le Sam 6 Déc - 18:44

Fred
Probablement un anémomètre à fil chaud (un autre des principes, hélice, godets, laser ..)
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