TIPE éolienne

Une petite question sur votre TIPE...

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TIPE éolienne

Message par maissane » 09 mars 2021 22:29

Bonjour à tous,

Dans le cadre de mon TIPE, j'étudie l'influence des tubercules sur les bords d'attaque des pâles (et notamment sur les pales des éoliennes. )

Je rencontre beaucoup de problèmes concernant une des experiences de mon TIPE (j'en fait deux : une dans un laboratoire (que je n'ai pas encore faite mais qui est prevue pour la mi-mars) et une que je réalise chez moi.

La deuxième est celle qui me pose problème actuellement. J'ai imprimé en 3D deux types de pales (que j'ai fixées au moyeu de mon éolienne miniature) : une pale classique et une pale présentant des tubercules sur son bord d'attaque.

A l'aide d'un ventilateur (à plusieurs vitesses) je souhaite comparer l'éléctricité produite par l'éolienne présentant des pales à tubercules, et celle produite par une éolienne classique (en fonction des différentes vitesses de mon ventilateur).

J'ai tout le materiel, cependant, mes pales, qui sont accrochées à un moyeu, lui-même fixé sur l'arbre de l'alternateur, n'arrivent pas entrainer avec elles dans leur rotation ce dernier (l'arbre de l'alternateur).

J'ai alors changé d'alternateur et utilisé un qui ne présentait plus aucun réducteur, et qui était donc beaucoup moins résistant. Mais encore une fois, l'hélice n'entraine pas l'alternateur dans sa rotation.

J'ai en tout essayé 3 alternateurs et le seul alternateur que j'ai réussi à faire tourner avec mon ventilateur ne marche pas .

Je vais demander demain au lycée, s'ils auraient à disposition un souffleur (souffleur, aspirateur de feuilles mortes) pour avoir un débit d'air plus puissant et peut être palier à ce problème.

Sauriez vous comment m'aider autrement s'il vous plaît?
Auriez vous la référence d'un alternateur qui n'aurait aucun couple résistant et qui serait idéal alors pour mon experience (le plus léger possible)?
Merci d'avance
Maïssane

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Re: TIPE éolienne

Message par H2Fooko » 10 mars 2021 07:58

Bonjour maissane,

Première question:
  • as-tu fait une expérience sur la vitesse uniquement ? sans moteur-générateur, certes il te faudra probablement de quoi la mesurer, voir s'il n'y a pas déjà un écart
Ensuite avant de rechercher un moteur, il serait bien d'avoir ses caractéristiques.
Deuxième question:
  • Peux-tu compléter par une expérience entièrement mécanique: réa (bras de levier), cordelette, masselottes ou ressort ? et déterminer ainsi un couple mini en dessous duquel rien ne bouge ou n'est soulevé ?
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Re: TIPE éolienne

Message par maissane » 10 mars 2021 18:09

Bonjour H2Fooko,
Tout d'abord, merci pour votre réponse.

Pour votre première question:
C'est justement parce que je souhaite determiner la vitesse de rotation de mes éoliennes que je souhaite mesurer l'électricité produite. En effet, plus l'éolienne tourne vite, plus l'éléctricité qui sera produite sera grande.
Peut-être qu'il faudrait comme vous le dites mesurer d'abord la vitesse de rotation de mes pales.
J'ai pensé à plusieurs solutions:
1) Utiliser un tachymètre optique. Le problème c'est que je doute qu'au lycée ils aient ce genre d'instruments et son prix est trop élevé pour que je puisse m'en procurer un (150 euros).
2) Utilier un codeur incrémental en supposant que je dispose d'un logiciel permettant de réaliser une intégration numérique (et en supposant que mes hélices réuississent à entrainer l'arbre du codeur, en rotation).
3) Utiliser les logiciels tels que Avimeca. En effet je pourrais filmer mes helices tourner et determiner la vitesse de rotation en tracant le nombre de tours par ms de mon hélice à l'aide d'un pointage sur le logiciel Avimeca. Cependant je pense que cette démarche sera non seulement trop longue mais surtout très peu précise.

Auriez vous des idées plus concluantes que celles-ci?

Pour ce qui est de la recherche du moteur-alternateur, mon seul critère serait qu'il n'est aucun couple résisant même minime (ce que je peine à trouver)

Pour votre deuxième question:
Je pense ne pas l'avoir bien comprise. Qu'entendez vous par "réa" et par "compléter par une experience complètement mécanique" s'il vous plaît?

Merci d'avance
Maïssane

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Re: TIPE éolienne

Message par H2Fooko » 11 mars 2021 09:56

Bonjour Maissane,
Ce n'est pas uniquement l'affaire de vitesse mais aussi de couple.
Pour la mesure la vitesse, essaye de t'en faire prêter un (tachymètre) car je ne sais pas à priori si telle ou telle méthode est meilleure que l'autre.
Il y a aussi la solution d'utiliser ton smartphone et son capteur de lumière. Bref je ne connais pas les dimensions de ton éolienne, ni la fréquence de rotation, ni les performances de Phyphox dans ce cas.

Pour la 2ème question un schéma rapide:
Image
et je te laisse retrouver la définition d'un couple 😎
Have fun ( & Have a fan)
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Re: TIPE éolienne

Message par maissane » 12 mars 2021 23:34

Bonjour,

Merci pour toutes ces informations.

Je vais mesurer la vitesse de rotation des mes pâles grâce aux applications que vous avez partagées.

Pour ce qui est de l'experience purement mécanique, je crains que celle-ci ne s'éloigne trop de mon sujet de TIPE. Cependant, étant donné qu'elle est très interressante, et je la garde en tête, bien au chaud.

J'aurais une dernière question :

Comment peut-on trouver le centre de gravité aérodynamique d'un profil NACA 2412 par exemple?
J'ai cherché l'information partout sur internet, mais je n'ai rien trouvé de concluant. La plupart des profils auraient le centre de gravité aérodynamique en c/4 (soit à 25% de la longueur de la corde par rapport au bord d'attaque), mais je souhaiterais connaître exactement celui du profil NACA 2412. Celui-ci peut-il se calculer?

Merci d'avance

PS: Le croquis est très bien réalisé. Merci beaucoup

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Re: TIPE éolienne

Message par H2Fooko » 13 mars 2021 06:56

Bonjour maissane,
maissane a écrit :
12 mars 2021 23:34
Je vais mesurer la vitesse de rotation des mes pâles grâce aux applications que vous avez partagées.
J'ai essayé avec mon doigt en tapotant sur le capteur de mon téléphone, et on voit bien les pics. Donc pourvu qu'il y ait un bon contraste, quitte à l'éclairer spécialement. Sinon exploitation en différé des enregistrements. 😜
Comptes-tu retrouver les 20% annoncés ici ?
maissane a écrit :
12 mars 2021 23:34
Pour ce qui est de l'experience purement mécanique, je crains que celle-ci ne s'éloigne trop de mon sujet de TIPE. Cependant, étant donné qu'elle est très interressante, et je la garde en tête, bien au chaud.
C'était juste pour t'aider à trouver les bons moteurs-générateurs. C'est plus facile de chercher quand on a une idée des caractéristiques. Et puis je pense que ton approche théorique devrait y répondre en partie ? non ? 🙄
maissane a écrit :
12 mars 2021 23:34
Comment peut-on trouver le centre de gravité aérodynamique d'un profil NACA 2412 par exemple?
J'ai cherché l'information partout sur internet, mais je n'ai rien trouvé de concluant. La plupart des profils auraient le centre de gravité aérodynamique en c/4 (soit à 25% de la longueur de la corde par rapport au bord d'attaque), mais je souhaiterais connaître exactement celui du profil NACA 2412. Celui-ci peut-il se calculer?
Tu as du retrouver comme moi la définition. Il te reste à effectuer une (deux) intégration(s).
Alors comment as tu imprimé tes pales ? Comment est constitué (qu'y a t'il dedans) le fichier que tu as donné à ton imprimante ? car il va te falloir retrouver la fonction $ p(x) $ de la formule du lien ?
Bref sur ce dernier point je vais avoir du mal à te répondre rapidement
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Re: TIPE éolienne

Message par H2Fooko » 13 mars 2021 10:20

PS: il semble que le profil NACA 2412 est abordé dans ce document ?
Ta pale est elle symétrique ou non ?
Apparemment non donc ton centre de gravité va varier en fonction de l'angle d'incidence.
Ca va se compliquer 😅
Je ne connais pas non plus ta problématique de ton TIPE ?
Peut être qu'on s'éloigne du sujet ❌
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Re: TIPE éolienne

Message par U46406 » 13 mars 2021 13:50

Dommage de ne pas avoir de laser dans le téléphone pour pouvoir mesurer la distance d’un immeuble.

J’imagine aussi la fréquence nécessaire des mesures laser pour détecter une pale de ventilateur en rotation !!
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Re: TIPE éolienne

Message par H2Fooko » 13 mars 2021 18:27

Le profil NACA2412 se trouve sur internet, il faut chercher un peu plus 🕵️‍♀️ que partout
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Re: TIPE éolienne

Message par H2Fooko » 13 mars 2021 18:56

U46406 a écrit :
13 mars 2021 13:50
Dommage de ne pas avoir de laser dans le téléphone pour pouvoir mesurer la distance d’un immeuble.
J’imagine aussi la fréquence nécessaire des mesures laser pour détecter une pale de ventilateur en rotation !!
Perso, cette appli est pour moi bluffante. A quand l'appli à faire du café ?
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