Calculs sur le cycle de l'air comprimé pour une motorisation

[Remundo]

en fait pour compléter ma réponse, ton raisonnement serait bon à condition de disposer d'immenses réserves de fluides comprimés valorisables à très peu de frais énergétiques.

Et dans ce cas, la détente isotherme qui tirerait son épingle du jeu, car en effet, elle prélève de l'énergie thermique à l'atmosphère, ce qui "prolonge" la pression du fluide.

@+

[bernardd]

Bonjour à tous,

Désolé de la période de calme, mais les vacances sont plus propices à la réflexion.

Pour finir sur la phase de décompression, j'ai pris l'exemple d'un réservoir de 230l (0,23m3) à 350bar, qui correspond à la petite voiture MDI en construction.

1. Réservoir de 230l (0,23m3) à 350bar
2. Selon VanDerWaals : 2853 moles d'air soit 79,9kg
3. On prend la pression de sortie du moteur à 1 bar
4. Travail adiabatique réversible (5/2 nRT) de 350 à 1 bar : 4,8KWh
5. Travail isotherme réversible (nRTln(Vf/Vi)) de 350 à 1 bar : 11KWh dont 4,8KWh d'énergie mécanique en provenance du réservoir et 9,7 - 4,8 = 6,2KWh de chaleur absorbée depuis l'atmosphère
7. Efficacité énergétique théorique maximale de 350 à 1 bar (TravailSortieMaximalThéorique/EnergieRéservoir) : 11/4,8=230%

Pour résumer, un petit diagramme (P,V) où le travail est représenté par la surface sous la courbe :



Je reviendrais plus tard sur la phase de compression, mais j'ai déjà fait un diagramme :



Combien de pages de discussion cette fois ci :-?

[citro]

Je ne te suis toujours pas...
Tu intègres dans le "rendement", de l'énergie calorique inutilisable mécaniquement. La problématique du véhicule à air comprimé, c'est le rendement mécanique total...

Comme par ailleurs tu passes sous silence :
1/ Le rendement de compression. (Indiques donc pour voir, combien de kWh électriques il te faut pour obtenir tes kilowatt.heure pneumatiques.
2/ Le rendement du moteur pneumatique...

Je serais étonné qu'au final ton rendement "du puit à la roue" soit supérieur à celui d'un moteur à pétrole...

[bernardd]

Tu intègres dans le "rendement",

Parles-tu d'un rendement thermodynamique, qui est le rapport entre 2 efficacités, ou bien parles-tu d'une efficacité énergétique, rapport entre énergie en sortie et énergie en entrée ?

En fait, je présente les 2, si tu regardes bien :-)

de l'énergie calorique inutilisable mécaniquement.

Revois ta thermodynamique : depuis le début de ce sujet, j'explique qu'une détente isotherme réversible produit plus de travail qu'une détente adiabatique réversible (ie isolée de l'extérieur), c'est le B A BA de la thermodynamique.

Mais le réservoir n'a pas changé entre les 2 types de détente, et l'énergie qu'il contient sous forme d'un ressort gazeux n'a pas changé non plus, on est bien d'accord ?

La seule différence, c'est que dans une détente isotherme, on laisse entrer l'énergie calorifique, ce qui est possible parce que le gaz en détente est plus froid que l'extérieur.

Le supplément de travail obtenu dans une détente isotherme provient justement de la transformation "naturelle" de l'énergie calorifique ambiante en travail mécanique, accomplie par le gaz plus froid que l'atmosphère.

C'est pourquoi toute la difficulté de la mise au point d'un moteur à décompression est de faire entrer au mieux la chaleur atmosphérique.

Et quand dans le rapport cité auparavant, on voit le réservoir à -50°C, on se dit qu'ils n'ont pas tout compris.

La problématique du véhicule à air comprimé, c'est le rendement mécanique total...

Tu veux dire l'efficacité énergétique de la partie mécanique ? elle sera plutôt meilleure, puisque déjà par nature le moteur peut être plus léger, très compact, puisque le moteur à air comprimé pousse à chaque cycle, et qu'il n'a quasiment plus besoin de systèmes de soutien (huile chaude, allumage, pompes, boite de vitesse,...).

Comme par ailleurs tu passes sous silence :

Merci de ne pas me faire de procès d'intention ! Je ne peux pas donner plus que ce que j'ai de précis aujourd'hui.

Concernant la compression, j'ai fait le graphe correspondant pour expliquer que si on fait la compression en partant de l'air atmosphérique à température atmosphérique, alors on doit comprimer beaucoup pour rien (courbe la plus haute).

Il faut de toute évidence refroidir avant de comprimer mécaniquement, ce qui diminue drastiquement le travail mécanique nécessaire.

L'extrême serait de refroidir pour liquéfier, ce qui supprimerait toute compression mécanique. Mais je n'arrive pas à trouver de résultats concrets sur cette voie, ce qui est étonnant.

Concernant la comparaison avec un moteur à combustion interne, au niveau thermodynamique, à partir d'une même énergie de 100, le moteur à combustion interne en perd au minimum 50 en énergie calorifique vers l'extérieur (cf document de renault...) pour produire moins de 50, tandis qu'un moteur à décompression a le potentiel de gagner 130 d'énergie calorifique depuis l'extérieur, pour produire 230.

On a donc un rapport de plus de 4 entre les 2 concernant l'efficacité énergétique, au niveau thermodynamique.

Si le potentiel est là, reste à faire la mise au point et l'industrialisation : il faut du temps, ne serait ce que pour comprendre le concept.

[oiseautempete]

y a pas d'potentiel , même pas théorique, car il faut tout d'abord créer la réserve énergétique avant de l'utiliser, ce qui implique forcément des pertes mécaniques même en imaginant tout ce qu'on veut comme améliorations, alors plutôt que de dépenser de l'énergie pour faire des réserves d'air comprimé, autant l'utiliser directement...il y a tellement d'inconvénents avec l'air comprimé , et si peu d'avantages, que l'on ne comprend pas ton entêtement...ou alors c'est que le lavage de cerveau lancé par Guy Nègre a parfaitement fonctionné...mais au bout de 15ans de recherches sur la motorisation à air sans aucun aboutissement si ce n'est des annonces de lancement "imminent" d'un véhicule depuis 2002, faut commencer à se poser des questions...

[bernardd]

C'est lassant ces diatribes agressives sans aucune justification objective.

L'industrialisation d'un projet est la chose la plus difficile que je connaisse : Dyson a mis 20 ans à industrialiser son aspirateur domestique alors que le principe de base était utilisé en industrie depuis des lustres. Et il n'y a pas d'homologation...

Je ne sais pas ce que vous avez contre cet homme, Mr Nègre, mais vous lui prêtez des capacités surhumaines dans beaucoup de domaines : il semble donc plus s'y connaitre en lavage de cerveau qu'en air comprimé ?

Je note toutefois un inflexion du discours :

- avant, c'était le moteur qui était fondamentalement inefficace : quand on regarde la thermo, c'est le seul moteur capable d'exploiter la chaleur ambiante : au passage, c'est bien le seul moteur qui refroidit l'atmosphère :-)

- le stockage n'a pas connu trop de critiques, parce que tout le monde sait qu'il n'a pas de perte identifiées, il faut seulement qu''il soit assez grand.

- maintenant la critique remonte à la compression.

Pourtant, de la pression, ce n'est pas ce qui manque sur terre : ces temps ci, il y en a plutôt trop dans le golfe du mexique. Personne ne s'est intéressé à récupérer cette pression : avec le pétrole, le gaspillage est la règle de base.

La manière la plus simple de produire de l'air comprimé, c'est avec une pierre, et cela ne coute pas grand chose. Mais qui va trouver comment ?

En tout cas, il est surprenant de constater que selon la théorie thermodynamique, la manière la plus efficace de comprimer est de commencer par refroidir, et de constater ensuite que les fabricants de compresseurs proposent des système de refroidissement de l'air pour condenser l'eau, mais le placent toujours APRES le compresseur : étonnant, non ?

Quand on calcule l'efficacité du puit à la roue, il faut bien prendre en compte les coûts écologiques et sociaux, n'est ce pas ? Parce que les fuites d'air comprimé, cela ne va jamais détruire un océan et la vie des animaux, dont certains humains, qui y vivent.

[oiseautempete]

C'est lassant ces diatribes agressives sans aucune justification objective.

L'industrialisation d'un projet est la chose la plus difficile que je connaisse : Dyson a mis 20 ans à industrialiser son aspirateur domestique alors que le principe de base était utilisé en industrie depuis des lustres.Je ne sais pas ce que vous avez contre cet homme, Mr Nègre, mais vous lui prêtez des capacités surhumaines dans beaucoup de domaines : il semble donc plus s'y connaitre en lavage de cerveau qu'en air comprimé ?


- avant, c'était le moteur qui était fondamentalement inefficace : quand on regarde la thermo, c'est le seul moteur capable d'exploiter la chaleur ambiante : au passage, c'est bien le seul moteur qui refroidit l'atmosphère :-)

- le stockage n'a pas connu trop de critiques, parce que tout le monde sait qu'il n'a pas de perte identifiées, il faut seulement qu''il soit assez grand.

- maintenant la critique remonte à la compression.

La manière la plus simple de produire de l'air comprimé, c'est avec une pierre, et cela ne coute pas grand chose

Ce qui est lassant, c'est le manque de preuves de l'efficacité de la motorisation pneumatique à la guy Nègre, mis à part les discrètes apparitions de ridicules voiturettes pétaradantes...
Entre l'idée de faire un aspirateur ménager et la commercialisation de l'aspirateur ménager Dyson il s'est écoulé 5 ans, ce qui est un délai normal...l'aspirateur d'il y a 20ans était une machine industrielle...
La critique de la motorisation à air est au contraîre exactement la même qu'au début et tourne autour du rendement global qui comprend donc également la fabrication de l'air comprimé, quand à "refroidir avant", ça coûte beaucoup d'énergie, tandis qu'après il faut juste un simple échangeur condenseur air/air qui coute juste de quoi faire tourner un ventilo ...

[Ptilu]

A vrai dire, ce qu'on critique, c'est ta manière de compter l'efficacité, qui n'a rien à voir avec le définition thermodynamique...
Ca me fait penser au rendement surunitaire annoncé par les fabricant de chaudière à condensation :

Il le compte sur PCI, alors que c'est pas comparable car on a doit compter la chaleur latente... De ce fait on obtient généralement un rendement supérieur à 100%... C'est bien pour comparer avec les chaudière classiques, mais ça n'a aucun sens physique.

[Alain G]

c'est le seul moteur capable d'exploiter la chaleur ambiante : au passage, c'est bien le seul moteur qui refroidit l'atmosphère

Faux!

Il le réchauffe lors de la compression!

[dedeleco]

Amusant, mais vous n'avez pas envie de vous exciter sur le moteur à ressort, aussi bien que à air comprimé !!!


L'idéal serait de récupérer la chaleur de compression pour réchauffer le froid lors de la décompression (comme pour le récupérateur d'un moteur Stirling).

Enfin comprimer l'air en le refroidissant à l'état liquide pour en faire un moteur à air liquide, a le rendement de la liquéfaction, soit celui d'une compression suivie d'une détente Joule Thomson ou plus complexe et pas mal de pertes énergétiques en plus et donc méthode peu cohérente en énergie !!
http://fr.wikipedia.org/wiki/Air
http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_air