Bienvenue sur ecologie-pratique.org, anonyme 19 sept. 2018 - 16:32


 24/06/2018 15:12 (Lu 927 fois)  

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fiedia

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Graines
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 4
L’objectif de ce modèle est de procurer une aide au dimensionnement de cloches à fumées. Il doit calculer les différentes températures et puissances de la cloche.

la cloche utilisée pour cette expérience est décrite là : http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=5769

Avertissement :

Ce modèle n’a pas la prétention de donner une précision équivalente à celle d’un modèle aux éléments finis. Le peu de mesures effectuées ne permet pas de comprendre en détails les phénomènes complexes mis en œuvre (mécanique des fluides + convection thermique). Il a fallu faire un grand nombre d’assomptions qui semblent valides pour la cloche étudiée mais devront être validées par l’expérience pour des géométries et des sources de chaleurs différentes.

Démarche :
- Phase 1 : seul le refroidissement de la cloche a été étudié car les phénomènes sont moins complexes (radiation + convection naturelle uniquement) et indépendants de la source de chaleur. Un modèle pour le refroidissement a alors été réalisé



- Phase 2 : seule la montée en température avec un feu très vif a été étudiée. Les phénomènes qui entrent ici en jeu sont beaucoup plus complexe à modéliser (mix convection forcée et naturelle dans la cloche + conduction + radiation + convection naturelle). En outre, on manque d’informations sur la source de chaleur (température des fumées et débit massique). Un modèle pour la chauffe a été réalisé qui intègre le modèle précédent.





Résultats :
- Le premier modèle surestime la vitesse de refroidissement de la cloche de quelques degrés. C’est acceptable au vu des imprécisions de mesures. Ce modèle sera utilisé sans recalage (utilisation des coefficients théoriques).
- Le deuxième modèle a nécessité un recalage important et beaucoup d’assomptions.
o Il a fallu estimer le débit et la température des gaz en entrée de cloche (les données moyennes du constructeur étaient inférieures aux valeurs correspondant au feu vif utilisé).
o Aucune description du phénomène de stockage des fumées chaudes en haut de la cloche n’a été trouvé dans la littérature. Si on utilise un modèle de convection forcée dans un tube court, l’absorption de la chaleur des fumées est vraiment sous estimée. Ce phénomène semble plutôt limité par la capacité calorifique des fumées que par l’échange fumées/paroi (pour les conditions de l’expérience). Ceci est sans doute le cas pour des cloches suffisamment larges par rapport au flux de chaleur injecté mais on peut avoir de gros doutes sur la validité de ce modèle pour des géométries différentes de celle utilisée pour l’expérience (foyer plus puissant ou cloches plus étroites).

Ci-dessous les résultats du modèle :
- La cloche délivre jusqu’à 2 kW de chauffage.
- Comparé à un radiateur classique le ressenti est bien meilleur avec la cloche (55% de l’énergie est rayonnée).



Améliorations possibles :
- refaire les mesures avec un banc de mesures gérant plusieurs thermocouples haute température placés en entrée et sortie de cloche, à différentes hauteurs de la cloche, dans le conduit de fumées… mesurer le débit massique en entrée du foyer ou sortie de cheminée (anémomètre + thermocouple ?).
- refaire les mesures avec différentes tailles de cloches et foyers.
- développer un modèle prenant en compte de stockage des fumées chaudes.
- étudier le transfert de chaleur à travers des parois à plusieurs peaux. Le vide entre les peaux introduit un couplage radiatif non pris en compte par le modèle.

Ce modèle bien qu’imparfait va nous permettre de dimensionner un rocket avec plusieurs cloches (chauffage de 3 pièces).

Il serait intéressant de tester ce modèle pour différentes configurations. Avez-vous fait des relevés de températures de cloche et fumées en fonction du temps de votre installation ?

 24/06/2018 22:33  

Status : hors ligne

ceddz

Utilisateur

Chênes
Enregistré: 02/11/2009
Réponses: 636
Localisation:Taller, Landes
Salut Fieda,
C'est interessant comme développement, chercher à récupérer les calories perdues en cheminée à partir d'un foyer du commerce pour faire un diffuseur à chaleur douce.

Pour s'approcher au mieux d'un poele de masse, et afin de garantir la combustion complète, il faudra ouvrir le tirage à fond sur le Godin, en espérant qu'une cloche ne ralentisse pas trop le flux d'extraction de fumée en écrasant le tirage.

La paille de fer "brule" à l'air libre en présence de chaleur, ce ne pourra pas être étanche très longtemps.

Pour compléter tes infos, j'avais fait moultes mesures de diffusion de banquette avec mon rocket J200 :

Et en version pdf plus lisible :
http://www.ecologie-pratique.org/mediagallery/download.php?mid=20180624221736574

Si tu veux pousser un peu les mesures, il te faudra rapidement un thermocouple et/ou un analyseur de combustion comme le Testo, et vu le prix de la bête, ça demande à réfléchir !

Si je peux me permettre, les températures en °Celcius dans les graphiques, ainsi que les durées en HH:MM ce serait quand même plus lisible !!

En te souhaitant de fructueuses recherches Wink
Cédric
J-200 à la maison, [url=http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=3919]Batch180 dans la grange [/url]

 28/06/2018 17:57  

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fiedia

Utilisateur

Graines
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 4
Merci Ceddz pour ces encouragements.

Tes mesures vont déjà me permettre d'avoir une idée du débit massique moyen pour un J-200. Est-ce que tu as brûlé 7 ou 10 kg de bois et la combustion jusqu'à la fin des flammes (pas des braises) a-t-elle duré 30mn, 1h ou 2h ?

Je suis surpris que la température en haut du baril ne dépasse pas 300°C. Il serait intéressant de glisser un thermocouple à l'intérieur pour avoir une meilleure idée de la température en sortie de heat riser.

Pour le temps en HH:MM, la modif est déjà faite sur le fil suivant : http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=5772

Pour les températures en °C, c'est plus compliqué car les équations thermiques utilisent les Kelvins. Il me faudrait doubler toutes les colonnes de températures sur la feuille Excell. Cela sera fait sur une version ultérieure, une fois le modele un peu plus stabilisé (testé sur d'autres configurations de cloches).


 28/06/2018 19:30  

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ceddz

Utilisateur

Chênes
Enregistré: 02/11/2009
Réponses: 636
Localisation:Taller, Landes
Salut,
Oui mon tableau prête à confusion, y'a eu un mélange avec une autre feuille.

C'est bien 10kg de bois-branches en 1h15 de flamme puis ensuite les braises.

Pour passer d'un J à un batch, tu peux multiplier le débit par 2 à 3.5.

La température du haut de baril est limitée car j'ai posé une plaque en fonte épaisse de 8mm.
Avant cela, la tôle fine du haut du baril montait régulièrement à 800°

Bonne soirée
Cédric
J-200 à la maison, [url=http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=3919]Batch180 dans la grange [/url]

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