Pourquoi les avions vont-ils plus vite en altitude ?

[robur]

...Un autre avantage pour voler en altitude est lie a la temperature de l'air qui va alimenter les moteurs. Comme tout le monde connait Carnot et sa celebre formule sur le rendement thermodynamique ideal : n = (Tc - Tf) / Tc. Avec Tc = temperature de la source chaude et Tf = temperature de la source froide. Les temperatures sont en Kelvin.

Comme la source chaude, c'est la temperature de la combustion dans la turbine et que la source froide, c'est l'air exterieur qui est aspire; Plus il fait froid dehors et meilleur sera le rendement energetique du reacteur.

A quantité de carburant brulée égale, on obtiendra probablement le même écart entre de T1 àT2 ...

[Léonard]

Marcher la queue haute à petite vitesse???
Il n'y a que ça de vrai!!!
Bon OK la sortie est par la........................

L'important est de ne pas sortir la post combustion au mauvais moment.

Léo

[jiji66]

...Un autre avantage pour voler en altitude est lie a la temperature de l'air qui va alimenter les moteurs. Comme tout le monde connait Carnot et sa celebre formule sur le rendement thermodynamique ideal : n = (Tc - Tf) / Tc. Avec Tc = temperature de la source chaude et Tf = temperature de la source froide. Les temperatures sont en Kelvin.

Comme la source chaude, c'est la temperature de la combustion dans la turbine et que la source froide, c'est l'air exterieur qui est aspire; Plus il fait froid dehors et meilleur sera le rendement energetique du reacteur.

A quantité de carburant brulée égale, on obtiendra probablement le même écart entre de T1 àT2 ...

Pour une meme difference de temperature entre T-chaude et T-froide il y a tout interet a descendre les temperatures (je ne parle pas des questions de stress mecaniques) car plus T-froide va se rapprocher de 0 et meilleur sera le rendement energetique meme si la difference reste identique.

Dans l'absolut, meme si la difference ne change pas, si T-froide tends vers 0, le rendement tends vers 1.  

Rappel : n = (T-chaude - T-froide) / T-chaude.

Prenons un 1er exemple :  T-froide = 300K (air ambiant 27 C) et T-chaude = 1000K (T chambre de combustion 727 C) : n = 0,7.
Prenons un 2em exemple : T-froide = 223K (air ambiant -50 C) et T-chaude = 923K (T chambre de combustion 650 C) : n = 0,758.

[andre44]

Bonjour

On monte au plafond de l'avion et on adopte cette vitesse  économique

[gtvmanu]

Les "gronavions" à réacteurs cherchent surtout à réduire leur consommation.

La consommation étant proportionnelle à la poussée P, il faut que le rapport
Poussée / vitesse  ( P / V ) soit minimal.

Tous calculs fait , on trouve P/V = [(0,5.ho.S.M.g )^0,5] . ( Cx / ( Cz^0,5)

Comme rho diminue avec l'altitude la  distance franchissable augmente avec l'altitude.

Mais il faut aussi qu' à l'altitude choisie le rapport ( Cx / ( Cz^0,5) soit minimal.

C'est sympa de mettre en équations ce que j'ai dit, ça m'évite de le faire

Or donc, la conso instantanée est fonction de la vitesse propre pour une masse, une altitude et une température donnée et la courbe C=f(V) est une parabole.

Le hic c'est que Cz(i)/Cx(i) (la polaire) varient avec l'incidence, le nbre de reynolds (donc la vitesse, la viscosité donc la température).

Là ça devient compliqué

Quand au moteur, Carnot c'est bien, mais c'est purement théorique est rarement vérifié sauf dans le principe : un rendement réel ne peut être qu'inférieur au rendement de Carnot (qui peux être > 1). Et puis moteur à pistons, turbine et réacteur ne sont pas tout à fait soumis au même régime, surtout à cause de l'abscence de compresseur sur le moteur à pistons (faut pas oublier que la pression décroit, de mémoire p = p0* (1+a*Z/t0)^5.26 avec t0=288K et a = -6.5/1000).

Ca sert à rien de noircir le forum d'équations on n'est pas à sup'aéro .

Bref, avec -6.5°c par 1000 m (jusqu'à 11 km) on tient l'essentiel de l'explication pour le détail ça fait vite bcp d'équations suivies de vols de perfos pour vérifier tout ça !

@+

[robur]

Rappel : n = (T-chaude - T-froide) / T-chaude.

Prenons un 1er exemple :  T-froide = 300K (air ambiant 27 C) et T-chaude = 1000K (T chambre de combustion 727 C) : n = 0,7.
Prenons un 2em exemple : T-froide = 223K (air ambiant -50 C) et T-chaude = 923K (T chambre de combustion 650 C) : n = 0,758.

Parfaitement vrai, désolé jiji66 pour ma remarque stupide ...

[robur]

C'est sympa de mettre en équations ce que j'ai dit, ça m'évite de le faire
Or donc, la conso instantanée est fonction de la vitesse propre pour une masse, une altitude et une température donnée et la courbe C=f(V) est une parabole.

Oui; mais alors ?

Le hic c'est que Cz(i)/Cx(i) (la polaire) varient avec l'incidence, le nbre de reynolds (donc la vitesse, la viscosité donc la température).

C'est pas vraiment un "hic," la polaire peut se mettre sous la forme :
Cx = Cx0 + Cz² / (PI , A)
Avec : Cx0 coeff, de trainée à Cz nul ; PI = 3,14159...; A allongement
et pour simplifier un coeff. d'Oswald = 1
les variations du nombre de Reynolds ne modifient pas significativement les choses.

Ca sert à rien de noircir le forum d'équations on n'est pas à sup'aéro .

Pas d'affolement cher "gtvmanu", les équations utilisées ne dépassent guère le niveau du BIA.

[gtvmanu]

C'est un peu plus compliqué que ça ou alors j'me suis fait suer longtemps pour rien .

@+

PS : pfiou, c'est chaud le bia, j'sais pas si je l'aurais .

[jiji66]

..............rendement de Carnot (qui peux être > 1)........................
C'est un peu plus compliqué que ça ou alors j'me suis fait suer longtemps pour rien .

@+

PS : pfiou, c'est chaud le bia, j'sais pas si je l'aurais .

Ca y est, il nous a invente la generation spontanee d'energie . Il est vraiment chaud ce carburateur a cornets

[gtvmanu]

Faut vraiment que tu progresses au lieu de recopier wiki mon pauvre pinpin, tu peux très bien avoir un rendement de Carnot > 1 (car il y a plusieurs formulations du rendement Carnot suivant le type de machine thermique (moteur, pompe à chaleur, machine frigo etc...) et/ou si on considère le cycle réversible) puisque c'est un rendement théorique qui ne prends en compte que les températures des sources chaude et froide en appplication du second principe de la thermo.

Pour en revenir à nos moteurs à pistons, avec un rendement global de 20 %, ça ne sert pas à grand chose de parler de rendement de carnot qui lui sera autour de 80 % ...

Et ce d'autant qu'avec l'altitude d'autres phénomènes interviennent sur la qualité de la combustion : température de l'essenceet de l'air évidemment, qualité de l'étincelle (à moins d'avoir un allumage électronique) etc ...

M'enfin, je comprends que cela ne t'intéresses pas, on ne dépasse pas 1500 ft avec un Xair !

@+

[jiji66]

Faut vraiment que tu progresses au lieu de recopier wiki mon pauvre pinpin, tu peux très bien avoir un rendement de Carnot > 1 (car il y a plusieurs formulations du rendement Carnot suivant le type de machine thermique (moteur, pompe à chaleur, machine frigo etc...) et/ou si on considère le cycle réversible) puisque c'est un rendement théorique qui ne prends en compte que les températures des sources chaude et froide en appplication du second principe de la thermo.

Pour en revenir à nos moteurs à pistons, avec un rendement global de 20 %, ça ne sert pas à grand chose de parler de rendement de carnot qui lui sera autour de 80 % ...

Et ce d'autant qu'avec l'altitude d'autres phénomènes interviennent sur la qualité de la combustion : température de l'essenceet de l'air évidemment, qualité de l'étincelle (à moins d'avoir un allumage électronique) etc ...

M'enfin, je comprends que cela ne t'intéresses pas, on ne dépasse pas 1500 ft avec un Xair !

@+

Tu peux toujours essayer de reinventer la physique a ta sauce

Meme pour un frigo ou une pompe a chaleur, t'auras du mal a faire de le creation spontanee d'energie. Quant aux vendeurs de chaudieres qui annoncent des rendements > 100% .... Regarde en detail comment il font et tu comprendras ce que signifie le mot "marketing".

[gtvmanu]

Reprends les cours que t'as pas eu et tu trouvera des rendements de Carnot > 1 par exemple pour une PAC.

Le marketing je connais pas, les chaudières à condensation, PCI, PCS je connais...

@+

[jiji66]

Reprends les cours que t'as pas eu et tu trouvera des rendements de Carnot > 1 par exemple pour une PAC.

Le marketing je connais pas, les chaudières à condensation, PCI, PCS je connais...

@+

C'est quoi que tu apelles une PAC ? Politique Agricole Commune ?

[Philippe Warter]

Je ne connais pas le rendement de la Politique Agricole Commune.

Par contre des Pompes A Chaleur, ça oui.

[jiji66]

Si ce dont tu parles est une "Pile A Combustible", tu devrais savoir qu'elle n'est pas regie par des lois de la thermodynamiques Carnot ET que son rendement energetique sera de toutes facons ..... inferieur a 1 !

Si tu arrives a lire, c'est pour toi
http://www.annso.freesurf.fr/principe.html