Le fonctionnement du dopage à l'eau : diagramme ?

[professeur31]

Bonjour

j'etais aucourant de cette recherche qu'ils se fait il y a un autre groupe qui travaille sur la durée de l'injection afin quelle soit durant la majeur partie de l'apiration moteur a moyen régime et même d'une façon plus sequentielle durant une course aspiration.

Mais pour la réinjection des gaz échappement ,ce n,est pas pour les imbrulés c'est pour faire marcher un moteur explosion (froide)
et la raison principal éliminer les rejets nox .
Bien que a 70% de retour on commence a s'approcher du circuit fermé.
en panton la marche circuit férme est experimentable mais pas en 100% panton, en bulleur avec eau et essence cela marche un certain temps ensuite la puissance baisse jusqu'a l'arret du moteur.
Maintenant reste a savoir si le retour de ces gaz échappement dans l,admission augmente considerablement le rendement thermique ?
ou si c'est juste pour des raison de normes imposé de pollution .

Oui le principe HCCI, c'est bien cela; on cherche à obtenir une combustion qualifiée de "froide" aux alentours de 1000°K.
Le but principal est bien évidemment de contrôler au mieux la production de NOX difficile et couteuse à traiter en post traitement.
Le recyclage interne de gaz ech permettra également de stabiliser la température en fin de compression grâce aux gaz ech chauds.
Les premiers essais paraissent interressants et il ne fait aucun doute que les diesels de demain utiliseront cette technologie.

[camel1]

La recombinaison est exothermique, certes, mais la dissociation, elle consomme de l'énergie (thermique ?) je suppose ?
Même si l'échauffement primitif par le réacteur et l'électrisation qui peut agir comme le ferait un catalyseur (abaissement du niveau d'énergie à atteindre pour que la réaction démarre) facilite la chose, il y a forcément une perte quelque part, il me semble ?

Salut !

Bonne question, je me l'était déjà posée...

Oui, la dissociation est andothermique (elle bouffe des calories), mais il ne faut pas oublier que, dans le cas d'un moteur, ce qui nous interesse, c'est l'énergie mécanique utile qu'on récupère de la pression des gaz de la combustion.

La flamme, on s'en fout, la flamme, il faut la refroidir, puisque la chaleur qu'elle dégage frise les 70% de l'énergie globale générée.

Ce qui signifie par exemple, si on fait les calculs "à la louche", que pour un moteur de 50 cv (puissance utile), dont le rendement est de 30%, nous avons :

Pmot = 50cv X 736 W=36800 W, soit 36,8 KW
Pmot = 30% de Ptot (puissance totale)
donc, Ptot = 36,8*100/30 = 122 KW

On en déduit l'énergie dissipée sous forme de chaleur, Pc :

Ptot-Pmot=Pc, soit ici environ 86 KW...

Ca, c'est l'énergie "perdue", celle dont on essaye de tirer quelque chose avec le pantone (entre autres).
Il ne faut pas perdre de vue non plus que Pt, c'est l'énergie nominale du moulin, mais que pour un voiture, le moteur est rarement solicité dans ses maxima, et a plutôt tendance à travailler en sous charge...mettons 20%...ça laisse encore environ 17 KW à dissiper (l'équivalent de 8 radiateurs electriques de 2000W...)

Cette chaleur est évacuée par le système de refroidissement (air, eau, huile), et en résiduel, dans la ligne d'échappement, et au final, dans l'air, car les GE sont chauds...

Le fait que le cracking soit andothermique n'est pas un problème dans la mesure où on dispose d'un gisement d'énergie énorme, dans lequel on peut taper sans vergogne pour allumer nos pétard aqueux...
...au bout du bout, ce sera un peu moins de calories à évacuer par notre système de refroidissement, (il faut chercher à en tirer un maximum
N'oublions pas non plus que la réaction exothermique qui suit la dissociation va elle même restituer une part de l'énergie qu'elle avait "pompé" auparavent (T° combustion de l'hydrogène, 2300°C )

Il faut bien entendu trouver les bons ratios entre la taille de l'amas de molécules de H2O, la quantité totale de vapeur électrisée avalée au cour de l'admission, et la quantité de carburant qui va être brûlée - nécessaire et suffisante - qu'on cherchera à réduire le plus possible.

Tout est question de limite, trouver les bons réglages, c'est affaire de mesures et de manips à monter.
On travaille là dessus, vers chez nous, on monte un BE, avec un banc de test, ça va avancer grave
Reste plus qu'à trouver le coin où poser le matos (yanaplein !!! )


A+++

[Bucheron]

[...]La flamme, on s'en fout, la flamme, il faut la refroidir, puisque la chaleur qu'elle dégage frise les 70% de l'énergie globale générée.[...]

Nan, comme déjà dit sur un autre poste, il y a les frottements. Il me semble me rappeller que c'est environ 1/3 de force motrice (pression des gaz) 1/3 de chaleur, et 1/3 de frottements dans un moteur.
Mais bon, ça laisse une sacrée marge quand même...

Le fait que le cracking soit andothermique n'est pas un problème dans la mesure où on dispose d'un gisement d'énergie énorme, dans lequel on peut taper sans vergogne pour allumer nos pétard aqueux...

C'est là où je ne suis pas d'accord car, à moins que je n'ai rien compris, le "cracking" ne se ferait pas dans le réacteur Pantone (là où effectivement, on récupère de l'énergie "perdue") mais dans la chambre de combustion, à 2000 ° C comme tu l'as dit dans ton message précédent. Et là ça va pomper de l'énergie quelque part, il me semble ?
C'est pour ça que je me demande quelle est la part réelle d'énergie que l'on peut récupérer par le Pantone, qui n'est qu'un instrument de "facilitation" de la réaction, pour autant que ça soit réellement ça qui se passe dans un moteur pantonisé.

[Andre]

Bonjour

Nan, comme déjà dit sur un autre poste, il y a les frottements. Il me semble me rappeller que c'est environ 1/3 de force motrice (pression des gaz) 1/3 de chaleur, et 1/3 de frottements dans un moteur.
Mais bon, ça laisse une sacrée marge quand même...

Pertes pour un diesel vielle géneration

circuit de refroidissement de 30 a 35 %
gaz échappement de 20 a 25%
huile de graissage et friction de 8 a 10%

C'est pour ça que je me demande quelle est la part réelle d'énergie que l'on peut récupérer par le Pantone, qui n'est qu'un instrument de "facilitation" de la réaction, pour autant que ça soit réellement ça qui se passe dans un moteur pantonisé

.

on peu on chercher la moitié dans le 20 a 25 % échappement et un peu sur le 30 a 35 % redroidissement si on utilise un bulleur, en réalité si on arrive a transformer un petit 10 a 15 % au total c'est déja bien beau, a moins qu'il se passe autre chose au moment de la combustion, la, c'est la l'inconnu et les hypotheses,
une chose est sur quand l'échappement transfert une partie de sa chaleur dans le panton et que le moteur marche plus froid sur son circuit de refroidissement ,cette chaleur ne s'est pas évanouie dans le moteur (la chaleur du refroidissement du moteur j'e ne m'y etais pas tellement attardé jusqu'a que ZAC me fasse la remarque
et j'ai compris seulement quand j'ai fait plus attention en conduite cotes et longue montée, depuis aussi que je verrifie plus la température du réchauffeur au HV , comme il n'y en peu de cotes autour de moi et que chez ZAC c'est son relief quotidien..

André

[Bucheron]

D'accord, je pensais que les frottements représentaient plus que ça...

Peut-être parce que les exemples dont je me souviens venaient de moteurs tournant à haut régime ?

[michelm]

Salut
J'ai trouvé un exemple (pour un moteur à essence) dans "Technologie des moteurs à combustion interne" de Ch. CLOS
Energie dégagée par frottement et accessoires F = 5%
mais :
"Remarque 1:
Il faut noter que le rendement global diminue à charge partielle du fait de l'augmentation des pertes par pompage.
Au quart de charge, le rendement global chute aux environs de 20%.
Remarque 2:
Le travail effectif que l'on trouve en sortie du moteur n'est pas encore celui qui nous sert à faire avancer la voiture. Par rapport à ce travail, on va encore avoir 10% de pertes au niveau des transmissions."


Vive le moteur électrique, reste à trouver les batteries qui pourront contenir autant d'énergie que 10 L d'essence....
Michel

[Andre]

Bonjour

Ne vous tracassez pas; le recyclage des gaz d'échappement est loin de voir sa fin et les moteurs HCCI qui vont apparaitre l'utilisent jusqu'à 70% du volume pour controler la combustion diesel en mode homogène.
Mais dans ce cas et pour éviter l'encrassement, on utilise les gaz résiduels dans la chambre en pilotant les soupapes d'une manière optimum.

Quelque chose m'intrigue avec un gros % de gaz échappement retourné au moteur 70% qui est énorme,Sachant que la combustion dans un moteur explosion produit une bonne quantité de vapeur d'eau si on se met a faire tourner en rond les gaz a chaque explosion il se génere de plus en plus de vapeur d'eau cela vas faire un peu d'oxygéne et de l'azote (dans le 30% d'air avalé ) et beaucoup de gaz échappement. et 30% de sortie en gaz échappement, normalement l'oxygene disparait presque completement et se combine pour faire de l'eau et du CO l,azote ne sert rien que pour faire un ressort dans le cycle.
c'est quoi qui est avantageux dans la réinjection la chaleur du gaz échappement ou le gaz inerte, ou la vapeur d'eau ?
Dans ce principe on pourrait faire un moteur circuit fermé comme les plongeurs militaire juste avec de l'oxygéne pur et il recycle les gaz qu'il expulse. donc un moteur qui mange integralement son échappement sauf que en l'enrichie juste avec un peu d'oxygéne pur au passage.

L'année derniere j'ai testé sur le buick , déconeter le ERG valve sur un court test j'ai trouvé que sa consomation avait legerment augmenté, mais je ne peux le quantifier juste, cela prendrais plus long de test pour arriver a une conclusion, mais je pense que la réinjection de gaz échappement et accompagné de trés peu de vapeur d'eau aussi et je me suis posé la question si ce n'est pas le peu de vapeur d'eau qui etait bénefique ?
Ce qui me chipote aussi c'est que l'on installe des intercooleurs a la sortie du turbo et on ne se préocupe pas de refroidir les gaz échappemnt du ERG ?
On pourrait faire une similitude avec le panton si on considere de la vapeur d'eau comme un gaz inerte on remplirait le même role que le ERG valve avec quelque chose de propre. Par experience on sait que faire manger trop de vapeur on n'améliore pas le rendement, au contraire (bien que la il est peut etre question de température de la vapeur et d'absorption trop importante de chaleur dans la chambre de combustion du moteur)
Je pense que les recherches sur le ERG valve et le panton ont quelque chose en commun..

Du coté pratique, l'encrassement constaté sur les vieux diesel même avec une ERG valve en parfaite ordre de marche et surtout ocasioné par le recyclage des vapeurs d'huile du carter, un vieux moteur envoie une partie de gaz qui entraine des gouttes d'huile en suspenssion dans le carter aspiré par le turbo et conduit dans le collecteur en même temps que les gaz chaud ERG il s'en suit une mélasse collante dans le collecteur admission qui reduit le passage de l'air aux soupape. On sait que la tubulure d'admission ce n'est pas un simple tuyau, c'est plus élaboré que cela..

André

[boulon]

l'admission d'eau en micro-gouttes (non évaporées) dans un moteur fait vraisemblablement diminuer la T° de combustion.
est-ce qu'elle la retarde aussi

l'admission de vapeur sèche ne fait que prendre en partie la place de l'air :
1) ce qui n'est pas néfaste à charge partielle, mais à pleine charge (plein débit pompe d'injection) çà pose le problème du manque d'oxygène.
2) çà remplace une partie du principe EGR : moins d'azote nouveau aspiré, mais du coup, çà ne recycle pas de NOx

qu'est-ce qui pourrait être bénéfique en aspirant de la vapeur sèche (sans tenir compte d'un effet ionisant ou pantone) :
tout dépend de la T° à laquelle l'eau se cracke :
si je suppose 1500°C et T° de combustion normale de par exemple 2000°C :
on sait que le crackage de l'eau est fortement endothermique, donc, s'il se trouve de la vapeur dans la combustion :

1) cette vapeur empêchera la combustion de monter en T°, le temps pendant qu'elle-même finisse son crackage

2) après la fin du crackage, s'il n'y a pas assez de vapeur, la T° montera un peu au dessus des 1500°C (pas assez de vapeur à cracker pour continuer la régulation de T° par l'effet endothermique de crackage)

3) jusqu'à maintenant, la vapeur n'a pas donné beaucoup d'énergie motrice (est-ce que H ou H2 et O séparés occupent plus de place que H2O en vapeur sèche )

4) et tant que la T° reste au dessus de 1500°C (seuil de crackage que j'ai pris comme exemple) : impossibilité "d'explosion" (de recombinaison) de l'hydrogène avec l'oxygène, puisque le fait de dépasser 1500°C est supposé les séparer

5) la combustion a donc été ralentie ou/et plafonnée par la présence de vapeur

6) lorsque le piston descend un peu plus, l'expansion du volume fait baisser la T°, mais cette T° "planchonnera" vers les "un peu moins de 1500°C" :
pendant que tout l'hydrogène et l'oxygène se recombinent (brûlent)

7) quand la combustion (ou l'explosion) de tout H et O est finie, la T° peut reprendre sa diminution, pendant le reste de l'expansion du volume

est-ce que mon exemple de T° (combustion et cracking) est crédible dans la réalité : à voir dans la réalité avec les conditions réelles de pression

on pourrait alors penser que la vapeur d'eau améliore les moteurs qui ont une combustion trop rapide

concernant les moteurs à essence : le front de flamme est peut-être limité en T°, diminuant donc les NOx

qu'en pensez vous

boulon

[Andre]

Bonjour Boulon

1) ce qui n'est pas néfaste à charge partielle, mais à pleine charge (plein débit pompe d'injection) çà pose le problème du manque d'oxygène.

Je pense que c'est le contraire ,dans un diesel auto a pleinne charge l,injection de gasoil est dans un temps trés court et ce n'est pas le manque d'air qui fait que cela fumme ,mais la quantité de gasoil qui doit traverser un front de flamme pour se frayer un chemin pour trouver de l'air en arriere ,sans compter le trop de gasoil qui vient de ce vaporiser brutalement et fait un allumage de masse +cognage , donc c'est a ce moment que une dose de vapeur d'eau bien proportionée dans cette air fait office de flamme longue, comme si on emflammait une nappe de gaz mélangé avec un tas de roches, cela expliquerait l'adoucisement du moteur
Alors que a mi régime le moteur est plus doux en fonctionement et que la dose d'eau ne fait gagner que peu sur le rendement..

tout dépend de la T° à laquelle l'eau se cracke :
si je suppose 1500°C et T° de combustion normale de par exemple 2000°C :
on sait que le crackage de l'eau est fortement endothermique, donc, s'il se trouve de la vapeur dans la combustion :

1) cette vapeur empêchera la combustion de monter en T°, le temps pendant qu'elle-même finisse son crackage

2) après la fin du crackage, s'il n'y a pas assez de vapeur, la T° montera un peu au dessus des 1500°C (pas assez de vapeur à cracker pour continuer la régulation de T° par l'effet endothermique de crackage

Je suis pas fermé a un crackage ,mais je suis peu convaincu que il se fasse un crackage c'est a dire une double transformation eau >hydrogéne oxygéne et retrour en eau, bien que je regarde avec l'oeil d'un bricoleur ,mais si on procede par élimination cette hypothése devient pas trés réaliste..
Si c'etait cela plus on ferait manger de l'eau au moteur plus le rendement augmenterait (même si on preparait cette eau dans un réacteur auxiliaire chauffé avec une autre source d'énergie)
on sait que aussitot que l'on introduit trop d'eau c'est l'éffet inversse, même bien traité..
(Je sais il y Mr G mais c'est le seule qui passe autand d'eau
Je serait surpris que les chercheurs de Renault n'ai pas reproduit le même montage que lui en une semaine pour eux c'est une chanson)

concernant les moteurs à essence : le front de flamme est peut-être limité en T°, diminuant donc les NOx

Le front de flamme dans un moteur essence est plus rapide que dans un diesel bien que la chambre soit plus volumineuse
Ce qui explique pourquoi un diesel a resté longtemps un moteur qui tourne a 3500 rpm on a pas encore atteind les 6000 rpm
je ne dis pas que c'est impossible mais pas facile a réaliser avec des gasoil lourd.

Pour ce qui du role de l'eau sur la combustion , cet été lorsque je reprendrais des tests, bien mesuré avec marche exclusivement a l'huile et exclusivement au gasoil, parceque j'ai constaté qu'il y a une differrence avec la quantité d'eau selon que l'on marche a l'huile et au gasoil . Le pourquoi vas peut etre nous apprendre plus ce qui se passe dans la combustion.
A date a consomation d'eau égale, en marche au gasoil et en marche a l'huile il n'y que trés peu de gain en dopage a l'eau avec l'huile, je ne sais pas encore si il faut diminuer la consomation d'eau avec l'huile, les dernieres experiences cette automne on consister a l'augmenté l'eau et c'est sans resultats..
Avec un mélange 50% gasoil /huile c'est approximativement la même quantité d'eau pour avoir un bon rendement que 100% gasoil.
Cela expliquerai pourquoi ZAC consomme moins d'eau que moi, il marche a l'huile..

André

[laurent.delaon]

Bonojour Boulon de chez Smarty,

l'admission d'eau en micro-gouttes (non évaporées) dans un moteur fait vraisemblablement diminuer la T° de combustion.
est-ce qu'elle la retarde aussi Question

oui c vrai ca fait chuter la temperature grace a l'evaporation de l'eau.
Puis cette vapeur retarde (j'ignore comment') mais je suis AFFIRMATIF, empeche les premiere explosions(due l'on appelle cracking attention aux faux amis...) du gazoil, ce qui se traduit par la baisse des vibrations significatives.
Elle a pour effet (voir Clerget) d'etaler le cycle de combustion et de le retarder ce qui implique une meilleure combustion qui conjugué avec ma premiere remarque participe a l'augmentation du rendement THERMIQUE du moteur pour le diesel en tout cas.

2) çà remplace une partie du principe EGR : moins d'azote nouveau aspiré, mais du coup, çà ne recycle pas de NOx

non la combusiotn est quasi complete (voir plus haut) donc d'imbrules et tout ce qui va avec.

qu'est-ce qui pourrait être bénéfique en aspirant de la vapeur sèche (sans tenir compte d'un effet ionisant ou pantone) :
tout dépend de la T° à laquelle l'eau se cracke :

non l'eau ne se cracke pas c'est le gazoil qui se cracke avec la presence de la vapeur d'eau (nuance).

si je suppose 1500°C et T° de combustion normale de par exemple 2000°C :

non plutot 1200°C au mieux sur le front de flamme.

on sait que le crackage de l'eau est fortement endothermique, donc, s'il se trouve de la vapeur dans la combustion :

1) cette vapeur empêchera la combustion de monter en T°, le temps pendant qu'elle-même finisse son crackage

2) après la fin du crackage, s'il n'y a pas assez de vapeur, la T° montera un peu au dessus des 1500°C (pas assez de vapeur à cracker pour continuer la régulation de T° par l'effet endothermique de crackage)

voir apres

3) jusqu'à maintenant, la vapeur n'a pas donné beaucoup d'énergie motrice (est-ce que H ou H2 et O séparés occupent plus de place que H2O en vapeur sèche Question )

la vapeur est juste une sorte de catalyseur;on se fout de la separation de l'H2O l'hydrogene ne vient pas de la mais du gazoil en majeur partie.

4) et tant que la T° reste au dessus de 1500°C (seuil de crackage que j'ai pris comme exemple) : impossibilité "d'explosion" (de recombinaison) de l'hydrogène avec l'oxygène, puisque le fait de dépasser 1500°C est supposé les séparer

oui mais c un mauvais exemple c pltutot vers 800°Cet a 80 bar (ca c important) que les choses se passent pour nous:c'est le vapo crackage.

5) la combustion a donc été ralentie ou/et plafonnée par la présence de vapeur

c'est exacte retardee.

6) lorsque le piston descend un peu plus, l'expansion du volume fait baisser la T°, mais cette T° "planchonnera" vers les "un peu moins de 1500°C" :
pendant que tout l'hydrogène et l'oxygène se recombinent (brûlent)

c'est l'hygrogene produit lors du vapocrackage, qui apporte l'energie, qu'il manque a Cristophe, dans son bilan basé uniquement sur la decomposition de l'eau, et, pour lequel il conclut, fort justement, que cela ne peut pas marcher avec uniquement la decomposition de l'eau.C'est cet hygrogene qui en explosant fait descendre le piston plus energetiquement eventuellment si l'hypothese du vapocrackage et verifiee.

7) quand la combustion (ou l'explosion) de tout H et O est finie, la T° peut reprendre sa diminution, pendant le reste de l'expansion du volume

???

est-ce que mon exemple de T° (combustion et cracking) est crédible dans la réalité Question : à voir dans la réalité avec les conditions réelles de pression

non c pas tout a fait ca...

on pourrait alors penser que la vapeur d'eau améliore les moteurs qui ont une combustion trop rapide

il serait plus juste de dire qui homogenise la combustion et l'etale dans le temps...

concernant les moteurs à essence : le front de flamme est peut-être limité en T°, diminuant donc les NOx

qu'en pensez vous Question

ben c bien tout ca...
mais au passage on remarque que tout cela se passe du reacteur pantone et est beaucoup plus logique que les elucubrations que l'on peu lire et auxquels certains ont contribués bien malgré eux et dans lesquelles d'autres persitent et signent.
Mais :
Lorsque le doigt montre la lune l'imbécile regarde le doigt...