Avions "Zero pétrole,Zéro decibel"

Tout ce qui vole dans les airs...

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gaz et chaleur
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Avions "Zero pétrole,Zéro decibel"

Message par gaz et chaleur » 29/06/2004 - 16:11:26

Tout ce qui vole! excellent programme.
Mais actuellement,il faut du pétrole et parait-il,la sieste des "riverains" est pertubée par les decibels des reacteurs.Ne le dites pas ,je suis un"riverain" et ce qui trouble mon repos ,c'est pas les avions ,mais les dialogues entre caniches d'une maison a l'autre et les compétitions de tronçonneuses entre ceux qui habitent ces maisons
Mais le projet Sirius qui rassemble 3 types de moteur differents, dont un reacteur n'a plus besoin de pétrole et devrait -être pratiquement inau dible.
Comment cela peut se faire?
-Pour ne plus avoir besoin de petrole ,il suffit d'extraire l'energie de l'environnement qui en a trop(réchauffement climatique).
-Pour qu'un reacteur soit silencieux,il suffit de reduire la vitesse d'ejection de son debit masse d'air,la puissance sonore variant comme cette vitesse a la puissance 8.Mais si on réduit la vitesse d'ejection ,le reacteur ne pousse plus me direz-vous
Non ,car la poussée nette d'un réacteur est bien fonction de cette vitesse ,mais aussi de la difference entre les pressions statiques sortie tuyere et ambiante.Au décollage,la poussée du reacteur Sirius est principalement une poussée de pression (a mach 4+ ,c'est different) et la vitesse d'ejection est environ 10 fois plus faible (25 m/s) au lieu des 300 m/s actuels.

Si ce projet vous intérésse ,vos questions sont les bienvenues.
Nota le projet Sirius n'a pas de but lucratif .
A bientôt sur nos lignes Gaz et chaleur

Adrien
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Message par Adrien » 29/06/2004 - 16:33:28

Heu... J'avoue ne jamais avoir entendu parler de projet sirius (ou alors je ne m'en souvient plus...)

Donc le principe c'est de construire un réacteur non poluant (comment ?) et moins bruyant?

Pour moins bruyant, je suis d'accord avec toi: plus on élargie la sortie de gaz, moins on a besoin d'avoir une vitesse d'éjection élevée, et moins on a de bruit. C'est dailleur la tendance actuelle, les réacteurs sont de plus en plus gros et de moins en moins bruyant (faut voir la taille des réacteurs du B777 avec presque 3m de diametre).

Par contre pour le zero polution alors là je ne vois pas...

Et bienvenu a toi :salut:

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fffred
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Message par fffred » 29/06/2004 - 22:15:47

un projet qui m'a l'air intelligent en tous cas je crois

gaz et chaleur
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Projet Sirius.Pas de combustion=pas de pollution chimique

Message par gaz et chaleur » 30/06/2004 - 18:11:58

Bonsoir
Merci pour votre excellent accueil ,qui me change du sempiternel" Tu fumes quoi?"(rien,puisque je suis un "Zero combustion" entre les autres 0)

La pollution chimique d'un reacteur a pour principale cause la combustion
du pétrole.Donc plus combustion(cas du Sirius)= plus de pollution chimi que. :lol:
La chaleur fournie par l'environnement est directement utilisée.
Les turbomachines Sirius sont des moteurs thermiques.Comme l'a dit Carnot ,pour faire fonctionner un moteur thermique ,il faut 2 sources de chaleur ,une chaude et une froide.
Habituellement la source chaude est artificielle ,c'est une chambre de combustion ou un réacteur nucléaire,la froide est naturelle,c'est l'atmos phére.
Dans le cas du Sirius,c'est l'inverse .La source chaude(qui fournit l'ener gie)est naturelle,c'est l'atmosphere,et la source froide est artificielle ,c'est une (ou 2 suivant version) turbine a gaz qui délivre beaucoup d'air trés froid et de l'energie mecanique.Cette turbine entraine le compresseur de poussée du reacteur
Cette disposition n'est pas en contradiction avec la thermodynamique qui impose l'existance de 2 sources de chaleur ,mais pas leur nature.
Il est évident que du temps de Carnot ,il etait plus facile de fabriquer une source chaude (un simple feu de bois) qu'une source froide.
A votre disposition ,si le sujet vous interesse.
Cordialement Gaz et chaleur

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fffred
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Message par fffred » 30/06/2004 - 18:40:02

rhoo la la ...
les machines thermiques ....
j'en ai bavé !

Adrien
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Message par Adrien » 30/06/2004 - 19:12:59

Je note une petite incohérence :D

Les systèmes pour faire du froid fonctionnent comme des "pompes a chaleur", c'est a dire qu'il y a une partie froide et une partie chaude. Dans les frigos par exemple la plaque arriere est chaude, pour la clim il faut un élement exterieur chaud...

Donc si on retire de l'energie sous forme de chaleur a un systeme, alors il faut que l'exterieur recoive cette même energie sous forme de chaleur + un peu plus dû a l'imperfection... Et on rechauffe l'atmosphère...

Et en plus les systèmes de réfrigération lachent dans l'atmosphère des gaz a effet de serre tres puissant...

Donc si le moteur sirius fonctionne ca ne fait que deplacer le probleme selon moi :??:

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jyb
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Message par jyb » 30/06/2004 - 22:48:22

En gros, l'idée serait que l'on fabrique du froid à l'avance, avec la source d'énergie de son choix pour en faire la source de froid durant le transport :/

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Projet Sirius ,frigo et turbine ,c'est pas la même chose!

Message par gaz et chaleur » 01/07/2004 - 14:36:41

Bonjour
Merci de participer au débat.
Le principe de la source froide du Sirius est trés different de celui des frigos ou pompes a chaleur. :non:
Les turbines a gaz transforment la chaleur du gaz qui s'y detend en energie mecanique et un peu de chaleur (a un niveau de température
plus faible qu'a l'entrée),dûe a la formation d'entropie dans la machine.

Les turbomachines Sirius transforme la chaleur atmospherique en energie mecanique ou en poussée.

Exemple.(vesion "auto" ,la plus simple ,la presssion a l'entrée du moteur= pression a la sortie ,evolution isobare a la pression atmosphérique)
Le moteur aspire 17.95Kg/s d'air a +15 °C (288 °K) et rejette cet air dans l'atmosphére a la temperature de-77°C (196 °K).Quelle est l'energie fournie par la source chaude (l'atmosphére) au moteur ?
1/Selon le principe dit "zero" de la thermo ,l'air a-77°C dans un milieu a +15°C ne va pas rester a-77°C ,mais se réchauffer jusqu'a +15°C.
2/ L'atmosphere va donc fournir (réchauffage)a cet air froid ,une chaleur Q telle que:
Q=Mx (Cp1x T1 -Cp4 x T4)
avec M=17.95,Cp1=1010.72 j/Kg/°K ,Cp4=1003.576 j/Kg/°K ,chaleurs specifiques de l'air a préssion constante,T1=288 °K,T4=196°K
Q=17.95x(1010.72x 288-1003.576 x196)=1697299 w
3/Selon le 1er principe de la thermo ,Q energie perdue par M (sinon ,il serait a la temperature initiale de 15°C)= energie cedée par M au moteur
4/ Le rendement du moteur =54% celui ci restitue sous forme d'energie mécanique utilisable par une auto: 1697.729 KWx.54= 916 KW :lol:

Les frigos et PAC ne font que transferer de la chaleur d'un milieu a un autre,et leur compresseur(en géneral ) absorbe de l'energie mecanique.

Cordialement Gaz et chaleur

Adrien
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Message par Adrien » 01/07/2004 - 15:33:57

Et tu fais comment pour refroidir le gaz de 15°C à -77°C, ou tout simplement pour extraire la chaleur du gaz :??:
Parce que là je comprend ton explication comme "supposons que le moteur fonctionne, alors il fourni tel quantité d'energie". Mais comment il fonctionne :??:

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Projet Sirius son fonctionnement?facile ,mais pas festive.

Message par gaz et chaleur » 02/07/2004 - 21:26:57

Réponse a Mr Adrien

Bonsoir Monsieur

1/Comment faire pour refroidir un gaz de +15 a-77°C :sarcastic:
a) En le melangeant avec de l'air a -123 °C ,ce qui fait chuter sa temperature de +15 a-26 °C :lol:
b) Par detente dans la turbine motrice (version "auto") . l'air y rentre a -26° et en sort a-77°C.(température réelle ,l'isentropi que etant de -98 °C)
L'air a -123 °C est fourni par une autre turbine que celle déja citée.

2/ Comment fonctionne le Sirius? :sarcastic:
Pour produire une poussée de pression ,il faut une pression ,même constat pour une turbine motrice. Le Sirius se compose donc d'un "generateur de gaz" qui delivre de l'air comprimé aux "utilisateurs " qui sont des tuyeres (réacteur) ou des turbines (auto ,production d'electricité).
Une rapide description du génerateur de gaz parait indispensable
Les principaux composants de ce generateur de gaz sont :
a)Un compresseur classique ,axial pour les avions ,centrifuge pour les autos.
b)Un echangeur d'energie ou compresseur thermique.
c) Une turbine qui entraine le compresseur classique.
Fonctionnement proprement dit:
Le demarrage du Sirius est assisté par un démarreur ,comme tous les reacteurs ou turbomoteurs
Constat similaire au precedent ,pour que la turbine veuille bien entrainer le compresseur classique ,il faut lui fournir de l'air comprimé.C'est la fonction de l'echangeur d'energie.
Pour ce faire ,l'air comprimé sortant du compresseur classique est melangé a de l'air a basse pression et a basse températu re(-123°C) issu de la turbine. En raison de sa temperature et de sa pression plus elevées ,l'air comprimé va ceder de l'energie a l'air issu de la turbine.Cette energie va comprimer l'air de la turbine jusqu'a egalité des pressions de 2 flux d'air.
La pression de l'air comprimé par l'axial ou le centrifuge restant constante pendant l'echange d'energie car le compresseur fonctionne sur sa ligne d'adaptation,sa pression ne depend que de son debit"reduit" et regime egalement "reduit" et non pas de ce qui se passe en aval.
L'air de la turbine ,recomprimé ,effectue un nouveau cycle detente/compression et ainsi de suite.
L'air comprimé par le compresseur classique sort de l'echangeur d'energie froid, -26°C, mais sa pression est plus élevée que l'ambiante(l'atmosphére) ,il peut donc soit créer une poussée ,soit alimenter une turbine. :lol:

Les modeles mathematiques du Sirius ne valident les resultats (passage au sous programme suivant) que si l'enegie cedée est> a l'energie necessaire a la compression et si ces resultats sont hors domaine de liquéfaction de l'air .
Il me semble que je vous ai fait assez souffrir pour aujourd'hui. :(
Cordialement Gaz et chaleur

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jyb
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Message par jyb » 04/07/2004 - 23:52:18

Je fais un plan pour voir si j'ai bien compris:

(air ambiant)
\
> (turbine) -> (pousée) + (air à -77 °)
/
(air à -123 °)



Là où je me pose une question, c'est au niveau de l'air à -123 °, il est stocké dans l'avion ?

autre question, pour la turbine, faut-il un apport d'énergie?

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Projet Sirius ,synoptique

Message par gaz et chaleur » 05/07/2004 - 15:40:27

Reponse a Mr Jyb
Bonjour Monsieur
Votre plan est correct,a titre indicatif voici le synoptique de la version "auto" (c'est une tentative ,pour transmettre un dessin GIF) .
Pour le reacteur,la turbine motrice est remplacée par la tuyere froide et des limiteurs.
L'air a -123°C n'est pas stocké,mais delivré par la turbine située dans le génerateur de gaz.Cette turbine entraine le compres seur du générateur de gaz.Ces composants ne sont pas visibles sur ce synoptique .Si la trans de schémas est possible ,la structure interne du génerateur de gaz pourra être exposée.
Votre question "Pour la turbine ,Faut-il un apport d'energie" Reponse oui.Cette energie doit-être apportée sous forme de chaleur et il faut une difference de pression entre l'entrée et la sortie de la turbine.A la sortie turbine ,la temperature de l'air doit-être superieure a la temperature de liquéfaction de ce gaz a la pression de sortie.(pour le Sirius)
Les turbines delivrent beaucoup d'energie mecanique (Elles sont beaucoup plus puissantes que les moteurs a explosion ,y compris les moteurs marins).Elles n'ont donc pas besoin d'être entrainées comme un compresseur de frigo par exemple




Cordialement Gaz et chaleur

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Projet Sirius,pas festive la trans de schémas!

Message par gaz et chaleur » 06/07/2004 - 11:08:50

Le synoptique de la turbomachine Sirius version "auto" n'est pas n'a pas été reçu sur le forum :(
Est-il possible de de transmettre des schémas au format "GIF" ou "Bitmap" ou autres? :_grat:

Cordialement Gaz et chaleur

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Message par Adrien » 06/07/2004 - 13:05:42

Pour mettre une image, il faut deja la mettre sur un serveur pour qu'elle soit visible par un navigateur en tappant par exemple "www.site.com/image.jpg"
Le mieu c'est d'utiliser son site perso si tu as l'image sur ton disque dur.

Ensuite tu l'affiches sur le forum en tappant:


Les formats les plus courant sont supportés (jpg, gif, bmp, png...)
Voila...

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Projet Sirius ,les schmas toujours en rade.

Message par gaz et chaleur » 08/07/2004 - 16:35:44

Bonjour
J'ai bien essayé la procédure indiquée par Mr Adrien.
Toujours pas de résultat.Je n'ai pas de site web.Les desins au format "GIF"
ou BITMAP sont sur disque dur ,fichier "documents".
Pour le Texte ,il suffit de faire :
Ouvrir--->selectionner tout---> copier----->coller.Sans probléme
Cordialement Gaz et chaleur

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Message par Adrien » 09/07/2004 - 18:21:22

Il faut forcement que les images soit accessibles sur le net...
Il existe plusieurs sites d'hebergement gratuit comme:
http://www.imageshack.us/ (specialisé pour les photos)
http://www.multimania.lycos.fr/ (hebergement complet mais plus compliqué)

Sinon au pire des cas tu peux m'envoyer les images par mail à [email protected] et je les posterai moi même mais ce n'est pas ma solution préférée car il vaudrait mieux que ce soit toi le propriétaire de tes fichiers...

Et puis tu peux me tutoyer ;)

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Synoptique Projet Sirius

Message par gaz et chaleur » 13/07/2004 - 14:23:42

Image[/url]

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Message par Adrien » 13/07/2004 - 14:58:51

Avec la miniature:
Image

Sans la miniature:
Image

Tu peux éditer mon message pour voir la syntaxe ;)

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Projet Sirius ,merci a Adrien

Message par gaz et chaleur » 14/07/2004 - 14:53:42

En suivant les conseils d'Adrien,site d'hebergement "imageshack.us",j'ai enfin pu transmettre les synoptiques de base du projet .Encore merci. :)
Je suggere de supprimer les miniatures.Comment faire pour eviter de les transmettre sur le forum?
Faut-il continuer avec le schema du génerateur de gaz ou les participants en ont raz la casquette :bou: du projet Sirius
Cordialement Gaz et chaleur :D

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Message par jyb » 14/07/2004 - 22:58:40

Il y a surtout que je suis en vacance :D :sol: , ce qui allonge considétrablement le temps de réponse :siffle:

Ma question concerne le générateur de gaz. Comment fonctionne t'il, quel type d'énergie lui faut il pour fonctionner ?

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projet Sirius.Generateur de gaz

Message par gaz et chaleur » 17/07/2004 - 15:07:02

Image[/img]

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Message par jyb » 20/07/2004 - 23:05:51

Donc, hormi l'air à l'entrée, pas d'ajout d'énergie ?

l0 quelle température est l'ai ambiant?

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projet Sirius,L'energie est extraite de l'air

Message par gaz et chaleur » 22/07/2004 - 21:10:14

Bonsoir Mr Jyb
Confirmation de ce que tu dis, Il n'y a pas d'autre source d'energie que l'air . :)
Dans le cas des schémas diffusés sur ce site l'atmosphere est aux valeurs I.S.A (International.Standard.Atmosphere° au niveau de la mer
c'est a dire+15°C et 101325 pa.
L'energie de l'air est extraite dans l'echangeur d'energie ( synoptique de generateur de gaz) .L'air haute pression entre dans cet echangeur a +186°C et en sort a-26 .Il a donc cédé de l'energie,en fait de l'enthalpie qui la somme de l'energie interne de l'air+son energie de pression + son energie cinetique. :houla:
Le domaine en temperature est pour la version auto +/-70°C ,pour la version réacteur I.S.A-100 a la tropopause :) (-157 °C) et +670 °C.
(les derniers etages du compresseur axial doivent être refroidis)
Le decollage est assuré jusqu'a -90C au niveau de la mer avec la régulation standard :sol:
Cordialement Gaz et chaleur

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Message par jyb » 27/07/2004 - 22:16:20

Excuse moi de cette réponse tardive.

Ce week-end, j'ai commencer à étudier tes plans de plus près et à me plonger des cours de thermo-dynamiques.

Je suis parti du cas de figure où le réacteur avale V=1 m^3 d'air, que devient cet air ?

Pour le moment, je ne suis pas ellé bien loin, j'ai juste fait le bilan d'énergie entre le l'entrée et la sortie. Je me pencherais sur le reste plus tard :bon:

au départ, la température est de 288IK (15°+273K~0°) et la pression de 101325 Pa

à la sortie, on a -247K à une pression de 373495 Pa

l'énergie interne est de 151.961 J à l'entrée, de 130327 J à la sortie, soit une perte de 21633 J sur le système
U=3/2NkT k = 1.3810 10^-25
N/V = 2.549.10^23 mol/m^3

L'énergie qualorique varie négativement de -57 190 J
Q= m c (Tf-Ti)
m= 1013 J Kg^-1 K (gain de la chaleur par K et pas Kg)
c = 1.3 (taux de fluidité)
Tf et Ti : température finale et initiale

Ensuite, j'ai calculée l'énergie de travail, due à la différence de pression:
W = V(pf-pi)
V = volume,
pf et pi : pressions finale et initiale

La somme des trois différentiels n'est pas nul :??: Peux tu vérrifier pour voir si je n'ai pas commis d'érreur ;) ?

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Projet Sirius,Excellent calcul de Mr Jyb

Message par gaz et chaleur » 28/07/2004 - 23:14:33

Bonsoir et meci pour ton interet

Ton calcul est excellent :) en termes de compréhension ,puisque tu n'as pas caculé les echanges de chaleur au dessus de l'iso 288°K .La somme algebrique de l'enthalpie de compression+l'enthalpie de refroidissement dans l'echangeur d'energie de T2r(temperature de fin de compression) a T1 (temperature ambiante) etant =0
L'enthalpie de 288°K a 247°K que l'air comprimé cede a l'echangeur de chaleur ne sert qu'a compenser les pertes d'energie dûes au fait que le compresseur et sa turbine ont un rendement<1 (Ah ,cette entropie!)et qu'il y a des pertes de charge.Sinon le generateur de gaz serait un mouvement perpétuel :fada:
De 288 °K a 247 ,je trouve un peu moins que toi,42554J au lieu 57190 ,mais le modéle mathematique corrige les "constantes " (Cp,gam ma ,R) de l'air en fonction de la temperature est je prends 1 Kg/d'air au lieu de 1 m^3 soit .226 Kg de moins d'air :siffle:

Ci aprés le calcul complet ,pour que les eventuels lecteurs puisse avoir l'origine des 186°C en sortie comprésseur figurant sur le synoptique du generateur de gaz
Energie et matiere etant liées,les calculs sont simplifiés par l'utilisation des debits masses( Kg d'air /s par exemple)de préfer ence aux debits volumétriques (m^3/s ) qui ne donne pas directement la masse de matiere echangeant de l'energie
Je suggere donc de considérer 1 Kg/s d'air au lieu de 1m^3/s
A l'entrée du compresseur les parametres que tu donnes (288°K et 101325 pa )sont exacts.
Calcul de la temperature T2 réelle en sortie compresseur
Le taux de compréssion de celui ci etant de 4 et son rendement polytropique est Rp=85%.
L'expression génerale qui lie températures entrée T1/sortie T2r et le taux de compression Tc est:
T2r=T1 x (Tc^ ex) avec ex= (ga-1)/(ga x Rp) ga etant le rapport des chaleurs specifiques (Cp/Cv) du gaz consideré.
Pour cette apllication ga=1.4 d'ou ex=(1.4-1)/(1.4x.85)=.336
T2r=288 x( 4^.336)#459 °K soit 496-273=186°C
La presssion de l'air a la sortie du compresseur est bien de 373495 pa comme tu l'indique car la perte de charge dans l'entrée du compresseur est de 5% de la pression du milieu et j'ai rajouté une autre perte de charge forfaitaire de 3% en sortie compresseur (P2 =101325x.95 x 4 x.97=373495.5 pa)


Cet air comprimé dont la temperature =459°K rentre dans l'echangeur d'energie et en sort a la température de Tt=247 °K,mais sa pression reste constante (le classique refroidissement isobare).L'energie Ec cédée par l'air comprimé a l'echan geur de chaleur est:
Ec= 1Kg/s d'air x (Cp2 x T2r -Cpt x Tt) avec Cp2=1040.5 J/Kg/°K et Cpt=1003.5 mêmes unités
D'ou Ec= 1 x (1040.5x 459-1003.5 x 247)=229725 j/Kg/s ,c'est la variation totale E/S d'enthalpie de l'air compriméet pas seulement celle qui compense les imperfections :grrr: de la machine

Cordialement Gaz et chaleur

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