Concept de voitures à Air Comprimé

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 La traversée des Alpes en véhicules alternatifs

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gargouille
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mar 20 Avr 2010, 22:06

Eric DUPONT a écrit:
tu prend de l'air a 350 bar pour tes calcul alors que le moteur marche a 18 bar .ton rendement de 40 est valable pour une puissance moyenne de 250watth .au delà il chute a 20 pour cent. De plus il faut des condition de température optimum

Des calculs, des formules.
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bernardd
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mer 21 Avr 2010, 09:04

Merci pour ces calculs très clairs.

Sur de tels parcours, la faible masse du véhicule est essentielle, comme en ville : c'est un des avantages de l'air comprimé, sa simplicité permet une masse faible.

JLB a écrit:

1) il faut se méfier des intuitions, surtout si on a senti sa voiture (à essence) s'essouffler dans les derniers kilomètres du col

A faible vitesse, le moteur à combustion interne manque de couple : il passe plus d'énergie à comprimer le mélange du tour suivant qu'à pousser la voiture.

Et la masse nécessaire au moteur pour augmenter la puissance, puisse qu'il passe la moitié de son temps à compresser, est encore plus pénalisante en montée ou en ville.
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JLB
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mer 21 Avr 2010, 19:51

Je pense surtout que c'est la baisse de la pression atmosphérique à 2800 m qui se fait sentir... Avec un moteur diesel, surtout compressé, ça doit mieux se passer.

Je tente de compléter mes calculs précédents ; dans les forces à vaincre, il manque la résistance de l'air et le frottement des pneus, je vais essayer de les évaluer, puis d'additionner l'énergie consommée à celle déjà calculée due à la pente.
Frottement des pneus (Fp)
Selon les chiffres Marsupy : le coefficient de frottement des pneus est de 0,015, la masse moyenne de l'engin de 375 kg, je prendrai g=10 pour simplifier.
On a Fp = Coeff.m.g
Fp = 0,015*375*10 = 57 N
Cette force de 57 newton s'oppose à l'avancement du véhicule, et cette force s'exerce sur les 25 km du parcours. L'énergie consommée c'est la force * distance, donc Ep = Fp * D
On trouve Ep = 57*25000 = 1,425 MJ

Frottement de l'air (Fa)
Selon la formule magique, Fa= 1/2 rho Cx S V*V
On prend
S.Cx = 0,73 (donnée Marsupy)
V = 50 km/h = 14 m/s
rho (à 0 m) = 1,2 kg/m3 il est clair que entre Jausiers et le col, rho est plus faible, je peaufinerai ce calcul une autre fois.
On trouve après arrondi Fa = 86 N
Donc l'énergie, par le même calcul que précédemment, sur 25 km
Ea = 86 * 25000 = 2,150 MJ
Cette valeur est clairement surestimée pour 2 raisons :
1) rho air est surestimé, car nous sommes entre 1000 et 3000 m
2) V est surestimée, car j'ai des doutes sur la possibilité de tenir le 50 km/h de moyenne sur cette p.... de route pleine de trous, de virages, de lourds camping cars à 35 km/h etc...
Je m'autorise de ce fait à arrondir à 2 MJ

Récapitulation
Énergie pour monter le dénivelé :5,52 MJ
Énergie pour le frottement des pneus : 1,43 MJ
Énergie pour le frottement de l'air : 2 MJ
Énergie totale : 8,95 MJ

Je serai bon avec les sceptiques : le frottement des pneus est sous-estimé (la route n'est pas un lisse goudron, loin de là), j'arrondis
Énergie totale retenue 10 MJ

Dans mon réservoir, j'ai 24 MJ théoriques disponibles (hors Van der Vaals)
Je suis bon avec les sceptiques (bis) : il y aura toujours quelques pertes cachées, et j'ai une envie forte de simplifier les calculs je garde
Énergie totale disponible 20 MJ

Conclusion :
1) il me suffit dans ce cas d'un rendement de 50% entre moteur et roue pour que ça marche.
2) je répète que la vitesse moyenne de 50 km/h est impossible à tenir en raison de l'état de la route (hors puissance disponible) : le frottement de l'air est nettement surévalué
3) j'ai pris 25 km au lieu de 24 km pour simplifier les calculs (ce qui augmente la difficulté)
4) la variation de la pression atmosphérique qui joue en faveur de l'énergie disponible n'est pas prise en compte

Conclusion de la conclusion
Je suis sincèrement parti dans mes calculs avec un fort doute sur les conclusions de Marsupy et dans le but de trouver la faille de son raisonnement. Mais, après avoir développé des calculs différents des siens, tout en faisant des arrondis sauvages toujours en défaveur du véhicule à air comprimé, j'arrive au même résultat que lui.

Attention :
Je ne suis pas exempt de raconter des âneries, j'en suis conscient, et j'accepte tout à fait de réviser mes propos si une erreur ou omission m'était signalée...


==
Jean-Luc
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Marsupy
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mer 21 Avr 2010, 22:30

Hello Jean-Luc !

Ha, bin là, ça me fait vraiment très plaisir qu'enfin quelqu'un m'accompagne dans mes petits calculs de coin de clavier !
Je me sens parfois un peu seul...

Et en plus, quand c'est pour confirmer mes conclusions, même en prenant les "pires" hypothèses... là c'est .

Heu... on attend toujours les calculs contradictoires d'Eric.

@+

Maaaaarsupy.
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MARSCHNER
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Jeu 22 Avr 2010, 08:06

Marsupy a écrit:
Hello Jean-Luc !

Ha, bin là, ça me fait vraiment très plaisir qu'enfin quelqu'un m'accompagne dans mes petits calculs de coin de clavier !
Je me sens parfois un peu seul...

Et en plus, quand c'est pour confirmer mes conclusions, même en prenant les "pires" hypothèses... là c'est .

Heu... on attend toujours les calculs contradictoires d'Eric.

@+

Maaaaarsupy
.

Cher Marsupy,

ACH, la Solitude du Génie !

Le fruit mûr d'une intelligence rare : celle de Marsupy (et maintenant aussi
de Jean-Luc, ..en attendant celle d'Eric !)


Très cordialement,

Martin Marschner
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JLB
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Jeu 22 Avr 2010, 20:31

Marsupy a écrit:
Heu... on attend toujours les calculs contradictoires d'Eric
Je vais m'autoriser à répondre à sa place. Devenant de plus en plus un vieux schnock râleur, je suis incapable de lire une ligne contenant plus de deux fautes d'orthographe. Au fait, je crois que je suis punissable par la charte de parler pour quelqu'un d'autre... Merci au modérateur de ne pas être trop exigeant Embarassed ce coup ci.
Je répond donc à la place d'Éric dans un premier temps, puis grâce à une relecture rapide, je corrige les fautes, pour mon confort :

Je cite donc notre camarade dysorthographié :
Mon cher JLB, votre raisonnement semble globalement correct ; toutefois j'y opposerais quelques remarques :
1) pour ce qui est du calcul de l'énergie demandée, vos calculs reposent sur ce que vous appelez prudemment les "données Marsupy", qui sont peut-être exagérément optimistes.
2) vous m'avez fait bien rire en décomposant la consommation d'air en deux phases, la décompression pour atteindre la pression d'utilisation puis le passage dans le moteur ! En effet, dans l'équation (qui résulte d'une intégrale lorsque l'on fait varier la force etc...) que vous employez à juste titre E=PV ln(P1/P2), évidement, l'énergie disponible est proportionnelle au volume d'air du réservoir, et sensiblement (à Van der Vaals près) à la pression, ça saute aux yeux ! Vous auriez pu nous épargner votre baratin en remarquant que les deux premier termes (P.V) correspondent à la pression initiale et au volume du réservoir, et que le log de P1/P2 correspond à la détente "utile" isotherme dans le moteur dans notre cas entre 20 bars et 1 bar résiduel.
3) plus grave, vous annoncez tout gaillardement :
JLB a écrit:
grâce à un détendeur isotherme idéal...
Hélas, la vérité est cruelle et la nature sévère, si vous détendez de l'air sa température s'abaisse, sauf si vous prenez soin de réchauffer votre détendeur, et c'est là que le bât blesse. Je comprend très bien que votre détendeur soit équipé d'ailettes d'échange thermique, avec une ventilation forcée, mais malgré tout, plus ce dispositif sera efficace, plus il sera lourd. Pouvez-vous reprendre vos calculs, en corrigeant et en ajoutant un peu d'adiabatique là-dedans ? Attention, si vous en mettez trop, vous risquez de ne plus arriver au sommet...

Mais si vous admettiez qu'un peu de réchauffe sur ce détendeur avant le moteur ferait exploser le rendement (je l'admet, en violant un peu le sacro-saint principe de ne pas utiliser de carburant chimique) ?
Rien que pour rire, doublez donc la température (en degrés K SVP) et regardez :
- la nouvelle énergie disponible
- le coût de cette réchauffe (que vous convertirez en fuel, kérosène ou autre carburant de votre choix)
Fin de citation
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JLB
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mar 27 Avr 2010, 20:36

Je répond à notre camarade dysorthographié.

Citation :
1) pour ce qui est du calcul de l'énergie demandée, vos calculs reposent sur ce que vous appelez prudemment les "données Marsupy", qui sont peut-être exagérément optimistes.
Faut quand même pas exagérer, ces données sont certainement très proches de la réalité, au besoin on prend un pilote maigre et on lui fait manger de la salade non assaisonnée pendant les 15 jours précédents. Je ne développerai pas plus.
Citation :
2) vous m'avez fait bien rire en décomposant la consommation d'air en deux phases...
C'était pour être plus clair, j'espère l'avoir été. Pour la petite histoire, je me suis rendu compte après coup de l'efficacité de la formule magique qui s'applique parfaitement dans le cas d'un moteur à air comprimé à pression constante.

Citation :
3) le coup du détendeur idéal...
J'avoue mon incapacité à être affirmatif. Mais chez MDI on doit avoir une plus juste idée de la chose...
Ma seule expérience concerne l'utilisation de l'air comprimé en plongée. Il me semble que lorsqu'on tète l'embout du respirateur, l'air arrive froid, mais je ne suis pas trop affirmatif. De toute façon, le détendeur et le tuyau baignent dans l'eau, et on doit être isotherme.
J'ai suivi (il y a longtemps) des cours de secourisme et de surveillant de baignade, et je me rappelle que l'on m'a fait calculer le volume d'oxygène dans les bouteilles grâce à la formule PV=cste, et en divisant par le débit, on calculait la durée de survie du mannequin ou quelque chose d'approchant. (chance, je n'ai jamais eu à sauver personne, heureusement pour les pauvres victimes d'un double accident !!!). Donc, ce n'est pas impossible d'être proche de la théorie.
Citation :
... réchauffer...
Je suis sûr qu'un moteur à air comprimé, avec un peu de réchauffe, serait super efficace. Là nous sommes d'accord. Je n'ai pas encore réussi à faire le calcul, mais je m'y emploie de temps à autre.
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bernardd
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mar 27 Avr 2010, 21:16

JLB a écrit:
Je suis sûr qu'un moteur à air comprimé, avec un peu de réchauffe, serait super efficace. Là nous sommes d'accord. Je n'ai pas encore réussi à faire le calcul, mais je m'y emploie de temps à autre.

En fait, vous l'avez presque déjà fait : en général, ce n'est pas PV=cste, c'est PV=nrT

Donc P=T*Cste à volume fixé : la pression est proportionnelle à la température (en °K !!!). Quand vous avez la nouvelle pression, vous appliquez la formule de l'énergie en fonction de la pression :-)

Le coté positif du moteur à air comprimé, c'est que quand il est plus froid que l'atmoshère, c'est un attracteur naturel d'énergie thermique : reste à la laisser passer, et c'est toute la difficulté de la conception.
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Eric DUPONT
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mer 28 Avr 2010, 05:31

bonjours
J'ai développe les calculs dans le post du moteur bi energie . Personne ne ma pose de question.vos estimations sont fausse .
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bernardd
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mer 28 Avr 2010, 07:04

Personnellement, j'attend toujours les réponses aux différentes questions que je vous ait posé...

"vos estimations sont fausse ."

Oui, certainement, un modèle est faux par définition. C'est comme les montres : la montre à aiguille la plus exacte, c'est la montre... arrêtée.

Ce n'est pas comme l'orthographe, qui est une convention plus précise que la physique. Enfin, normalement.

Mais je suis là pour apprendre : quelles erreurs voyez-vous ?
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tchobec
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Mer 28 Avr 2010, 19:15

eric dupont a écrit:
J'ai développe les calculs dans le post du moteur bi energie . Personne
ne ma pose de question.vos estimations sont fausse .
1) il serait utile et agréable d'avoir un lien vers le sujet en question
2) si un tel sujet existe et que personne n'a posé de question, ce n'est peut-être que parce qu'il est incompréhensible car insuffisamment argumenté par des formules scientifiques
3) Quand aux estimations fausses, je pense qu'il serait préférable que l'on ai au moins quelque chose de concret à ce mettre sous la dent en provenance d'eric, car pour le moment rien de ce qu'il nous dicte ne nous convainc à croire que les siennes sont vrais

_________________
J'ai failli acheter un scooter électrique, j'ai finalement investi dans un TREK Madone4.9, moins de 8kg pour une vitesse de croisière identique ...
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JLB
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MessageSujet: Re: La traversée des Alpes en véhicules alternatifs   Jeu 29 Avr 2010, 13:59

Bonjour,

je tente de justifier l'emploi d'une formule dans un post :

http://air-car-concept.bb-fr.com/thermodynamique-complexe-f20/energie-max-dans-un-reservoir-de-gaz-parfait-cas-isotherme-t920.htm#13224

J'ai mis ce post abscons dans la section Thermodynamique complexe, bien que ce soit plutôt de la mécanique... Le modérateur appréciera, je lui laisse le soin de déplacer cet article.

1) Après relecture, il me semble pas mal pour lutter contre les insomnies
2) Je serais fort satisfait d'avoir des remarques sur cet article. J'ai évidement pu me tromper, je corrigerai au fur et à mesure.

==
Jean-Luc
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