Les bases de calcul de l'énergie embarquée

Je vais commencer ce petit sujet afin de porter à la connaissance de tous les quelques formules de base en thermodynamique et leur utilisation dans le concept MDI, puisque dans d'autres rubriques, d'autres personnes donnent des résultats sans indiquer la manière dont ils ont étés obtenus.

J'indique d'ailleurs que cette rubrique thermodynamique ne doit pas comporter de discussion pro ou anti MDI mais seulement des calculs apportés par ceux qui savent qui pourront être éventuellement vérifiées par quelques recherches sur le net par les plus courageux car ce n'est pas évident à comprendre.

Les données de bases
Température de référence T0 = 273,15K = 0°C
Pression de référence Patm = 101325Pa ~ 1bar
Gravité g = 9,81m/s²
~~Puissance P~~ Energie W : 1Kwh = 3,6MJ = 860Kcal
Constante de Boltzman k = 1,3810-23J/K

Les formules à savoir
Equation d'état d'un gaz parfait : P.V=n.R.T
Energie interne d'un gaz parfait : W=P0.V0 x ln(P0/P1)
Loi de Mariotte à T0 et Patm : ρ = (M/8314)*(P/T)

Caractéristiques de l'air
Masse molaire M=29g/mol
Masse volumique ρ = 1,202Kg/m3 donnée par la
R = 8,32J.K-1.mol-1

Calcul de l'énergie disponible dans 100L d'air comprimé à 300bars
Nous connaissons la pression, le volume et nous utilisons la température ambiante à 20°C. Utilisons la loi de Mariotte pour déterminer le nombre de molécules contenues dans l'air comprimé.

P.V = n.R.T
(300*101325)*0,1 = n*8,32*(273,15+20)
n = ((300*101325)*0,1) / (8,32*(273,15+20))
n = 1246,30 molécules [edit : (ou moles, à voir !!!)] d'air dans 300L à 300bars

Nous utilisons la formule de calcul de l'énergie d'un gaz parfait.
W=P0.V0 x ln(P0/P1) avec P0 la pression interne du réservoir, V0 le volume du réservoir et P1 la pression Atmosphérique.
W = 300x101325x0,1xln(300)
W = 17,33MJ l'énergie embarqué par 100L d'air à 300bars d'où 300L donnent environ W = 52MJ

Comme on sait que 1Kwh = 3,6MJ on en déduit que 100L à 300bars représentent une ~~puissance~~ énergie : P W = 4,82KWh
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Bonjour,

Quelques remarques que j'espère constructives:
- PV=nRT c'est l'équation d'état des gaz parfaits, et n est la quantité de matière exprimée en moles. Pour avoir le nombre de molécules N=n*Na où Na=6.02*1023. Mais je ne comprends pas l'intérêt de ce calcul pour la suite.
- le calcul de l'énergie W = 4,82KWh (pas une puissance): si j'ai bien compris, c'est en mode monoénergie? M. Dupont avance 8000Wh (j'ai pas compris ses calculs), donc même ordre de grandeur. Finalement, tout le monde est d'accord (ou presque...).
- il faudrait connaître la puissance nécessaire pour faire avancer la onecats à une vitesse donnée. M. Dupont annonce 11500W à 90km/h. C'est la puissance maxi du moteur? et les pertes jusqu'à la roue? Ce chiffre est-il fiable?

En tout cas, ça ne remplace pas un essai mais merci pour ces calculs.

Nicohko

C'est peut-être vrai concernant les molécules et les moles, je ne sais pas mais à quoi correspond "Na" Question

Attention au mélange entre Energie et Puissance Exclamation

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Na c'est le Nombre d'Avogadro Smile

Ce physicien a essayé de compter le nombre d'atomes qu'il y a dans 12g de carbone 12; Il en a "déduit" 6,022.10exp23 atomes Smile

En est né la définition de la mole; Dans 1 mole, il y a cette quantité d'élément, quelque soit la matière, ce qui est plus stable que la masse (les réactions... ne changent pas les quantités de matières en jeu).

édit: c'est marrant comme y'à des trucs qui restent... ça date de la seconde, et je me suis dirigé vers l'info, j'ai plus entendu parlé de moles ou autres depuis mes premières années de fac Very Happy

OK, merci Dude76.

Pour la suite des calculs, nous prendrons comme principe de fonctionnement celui de la version mono-énergie air comprimé, dans ce cas les résultats donnés précédemment seront rapportés à une capacité embarqué de 300L à 300bars (3 réservoirs).

Donc une énergie embarqué d'environ 52MJ ~~et une puissance disponible de~~ soit 14,4Kwh environ.

Le système fonctionne de la manière suivante :

1) prélèvement de l'air comprimé sur les réservoir à l'aide d'un détendeur pour obtenir une pression constante d'alimentation à 30bars.
2) injection de 30cc dans la chambre active (détente isotherme) avec travail sur le villebrequin
3) transfert légère détente quasi-isotherme avec travail sur le villebrequin
4) détente polytropique dans la chambre principale
5) échappement à la pression atmosphérique
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Nous sommes d'accord, c'est l'application des termes en fonction où non d'une unité de temps qui me perturbe.
Voici quelques définitions prises sur le net pour accorder le tout :

Énergie
Le Joule (J) est l'unité de mesure de travail, d'énergie et de quantité de chaleur, équivalant au travail produit par une force de 1 newton dont le point d'application se déplace de 1m dans la direction de la force.
Le kilowattheure (kWh) est l'unité d'énergie ou de travail, équivalant au travail exécuté pendant une heure par une machine dont la puissance est de 1 kilowatt (1000 W).
1kWh = 3,6 MJ

Et je passe ceux qui ne nous concernent pas, calorie, Tep, BTU, thermie, ...

Puissance
Le watt (W) est l'unité de puissance, de flux énergétique et de flux thermique.
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