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Pourquoi un nombre impair de pales sur les hélices ???

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manu369


Membre
Messages : 5018

dimanche 23 octobre 2005 à 21:47:54     
en plus tyrou est en vacance alors ca serait pas juste pour les flooder ^^
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dimanche 23 octobre 2005 à 21:47:54     
PeGGaaSuSS


WR Celeron 320D - 5G
Messages : 1801

dimanche 23 octobre 2005 à 22:38:12     
QUOTE ([ZBM] @ dimanche 23 octobre 2005 à 21:10)
C'est à cause de Columbo.

Il est toujours en imper redface.gif

http://www.mysterynet.com/images/mn/tv/columbo.jpg























trompette5.gif

boidleau.gif
Dodge


Membre
Messages : 11

lundi 03 juillet 2006 à 16:53:40     
Pour info, si ça intéresse encore quelqu'un, on essaie toujours d'arriver à un nombre PREMIER (tous les nombres premiers sont impairs d'ailleur, sauf le 2 pour rappel).

L'avantage de ces nombres se situe au niveau des harmoniques. Un bête exemple pour comprendre:
on calcule pour un ventilo qui doit tourner à 10 tour par seconde (600tour/min donc) que le nombre idéal pour l'utilisation que l'on veut en faire se situe aux alentours de 12-13 pales.

Si on prend 12, on se rend compte qu'on retrouve une situation aérodynamique identique chaque fois que l'on tourne le ventilateur d'un demi-, d'un tiers-, d'un quart-, d'un sixième- et d'un douxième de tour! Dans le son qu'il en ressort, vous trouverez des sons à 10 Hz (le balourd par exemple), à 20Hz (si on imagine que deux pales opposées sont plus grosse ou plus inclinées que les autres, on l'entendra nettement et la situation se répète à chaque demi-tour donc deux fois plus vite que la fréquence de rotation), à 30Hz, à 40Hz, à 60Hz et à 120 Hz! Ce mélange de fréquence est non seulement désagréable pour l'oreille humaine, mais cela augmente aussi grandement les chances de faire vibrer quelque chose qui se trouve relié ou à proximité du ventilo (imaginer une petite plaque qui vibre naturellement à +/- 20 Hz, elle se fera exciter par le ventilo!; et vu toutes les fréquences citées dans l'exemple, vous avez toutes les chances que beaucoups de choses vibrent et se mettent à faire du bruit).

Si on choisit d'opter pour treize pales, on a que deux sons: 10Hz (fréquence de rotation) et 130Hz (fréquence de rotation multipliée par le nombre de pales)!
Je pense que par ce petit exemple, tous le monde aura compris qu'il est fort avantageux d'opter pour des nombres premiers afin d'être moins désagréable à l'oreille et d'éviter les mises en résonnances multiples.
Toute la difficulté en conception est de choisir le nombre en question et d'espérer que l'on ne tombe pas dans un "trou" des nombres premiers (par exemple, si vous trouvez 26 comme idéal, vous devez choisir entre 23 et 29, ce qui est quand même assez éloigné).
NeoBob22


aka_RedScalp_xD Clio2.2_1.4_16v_priv
Messages : 3639

lundi 03 juillet 2006 à 17:07:54     
46249910.gif merci pour l'explication avec l'exemple qui va bien, et bienvenue du meme coup !!
debugger


Membre
Messages : 1953

lundi 03 juillet 2006 à 17:22:26     
oui, merci beaucoup chapi-chapo.gif

est-ce que t'as aussi un exemple de calcul du nombre idéal ? (sinon de quoi il dépend, etc)
Dodge


Membre
Messages : 11

lundi 03 juillet 2006 à 17:24:53     
Pas de quoi! Je tombe sur une question à laquelle je connais parfaitement la réponse pour avoir eu pas mal de cours là-dessus alors autant en faire profiter tout le monde, non?
Et merci pour l'accueil, ça fait plaisir.
Dodge


Membre
Messages : 11

lundi 03 juillet 2006 à 17:26:33     
Désolé, je n'ai pas ce genre de calcul sous la main, et c'était surtout en air-flow.

En court, ça dépend des pertes de charges du système, du débit voulu, de la vitesse moteur (le choix du moteur dépend de pas mal de choses comme la disponibilité qui est par exemple très grande dans le cas de moteurs industriels tournant à 50Hz à cause de la fréquence du courant en Europe), du bruit toléré (ce qui impose souvent une faible vitesse de rotation), le coût admis (influence sur le moteur, la complexité de l'aubage, la présence ou non d'un stator,...), le diamètre voulu et le rendement visé.
En gros, si tu sais ça, en tenant compte du fait que plus tu as d'aubes, plus il y a de frottement mais moins il y a de charge sur chaque aube (on vise donc le maximum possible sur chaque aube si on sait que la vitesse est constante), et en fonction de la complexité que tu t'autorises au niveau des aubes (planes, arcs de cercles, profils d'ailes issus de tables aéronautiques comme les NACA,...), tu peux calculer quelle est la charge sur chaque aube et combien il t'en faut pour assurer le but fixé (c'est souvent un calcul itératif d'ailleurs).
Voilà pour la petite ex^plication et encore sorry pour le manque d'exemple.

Message édité par Dodge le lundi 03 juillet 2006 à 17:49:05
quent


Membre
Messages : 2384

lundi 03 juillet 2006 à 17:37:01     
main biggrin.gif
NeoBob22


aka_RedScalp_xD Clio2.2_1.4_16v_priv
Messages : 3639

lundi 03 juillet 2006 à 17:44:53     
avec ton avatar, c'est de bon alloi quent xD.gif
Rosco


Administrateur
Messages : 19398

lundi 03 juillet 2006 à 17:51:07     
Welcome wavey.gif

Le raisonnement est tout à fait exact pour un cas idéal, cependant dans un cas réel il faut aussi prendre en compte l'interaction entre les pales et les montants qui supportent le moteur et c'est l'une des principales sources de bruit (surtout à haute vitesse). Les fréquences engendrées sont + élevées car y a 3 ou 4 montants en général et au moins 3 pales, donc beaucoup de passage en un temps très court et vu que tout est décalé ça couvre un large spectre. On peut les éloigner pour diminuer le bruit, mais on est très vite limité et on ne peut pas en mettre moins de 3 en général pour des raisons structurelles.

Tout ce qui est pompes ou machines tournantes emploie aussi cette règle.

Debugger > Y a pas de nombre idéal, ça dépend de ce que tu recherches. Plus de pales=plus de débit généralement=plus de bruit par interaction (+ de passage devant un montant par ex.)
Dodge


Membre
Messages : 11

mardi 04 juillet 2006 à 06:48:27     
Tout à fait Rosco!
A part quelques exception telle que les hélices externes ou certaines de nos pompes centrifuges ou encore certains ventilateurs où le silence est un facteur important et pour lesquels on choisit souvent une vitesse basse qui engendre peu de force et où on peut donc mettre un stator de fixation relativement éloigné sans craindre pour sa solidité, pour le reste, les interactions stator-rotor sont une des plus grande source de bruit et assez souvent, dans les aigus (désagréables).
Accessoirement, si mes suvenirs sont exacts, si les stators et rotors ont des pièces réparties uniformément, la fréquence d'interaction qui en sortira le plus est le PPCM (Plus Petit Commun Multiple pour rappel).
Petit exemple:
Un rotor à 9 aubes et un stator à 3 branche (à 120° les unes des autres). Dans ce cas, la position de l'un par rapport à l'autre se reproduit tous les neuvièmes de tour. Cas un peu plus tordu, neuf aubes et un stator à deux branches opposées. Si on commence le tour avec une aube juste devant la branche du dessus, la branche du dessous sera pile entre deux aubes et il faudra bien un dix-huitième de tour pour que la situation d'avoir une aube juste devant une branche de stator (celle du bas cette fois-ci) se représente. On sent bien ici que c'est bien le PPCM qui détermine le rapport entre la fréquence de rotation et la fréquence d'interaction stator-rotor.

Si on reprend ce qu'on a dit sur les nombres premiers et mon premier exemple, on prendrait 13 aubes pour le rotor et si on veut redresser l'écoulement pour éviter de perdre de l'énergie en vitesse de tourbillon, on ajoute un stator redresseur à 11 pales et on obtient 10Hz pour le fréquence de rotation, 13*10Hz=130Hz pour la fréquence dite de "roue" et 11*13*10Hz=1430Hz pour la fréquence d'interaction. Etant donné que, pour rappel, l'oreille humaine entend particulièrement bien autour des 2000Hz, l'oreille sera très sensible à la dernière fréquence, ce n'est pas un choix judicieux. On peut alors choisir un stator à 13 pales si le silence est un facteur important.
debugger


Membre
Messages : 1953

mardi 04 juillet 2006 à 08:49:19     
huit.gif c'est un vrai régal toutes tes explications, merci smileJap.gif
Dodge


Membre
Messages : 11

mardi 04 juillet 2006 à 08:55:56     
Et c'est un vrai plaisir de voir que ça intéresse quelqu'un wink.gif
perecastor


Modérateur-faker/Portuguais des iles/父 亲河&a
Messages : 10985

mardi 04 juillet 2006 à 08:56:14     
+1 Merci les deux
tryoman


Maître Gouinpin
Messages : 4226

mardi 04 juillet 2006 à 10:11:00     
han mais merci quoi love1.gif
Je vais relire encore un coup histoire que ca rentre bien love1.gif
Ronkette


Membre
Messages : 3

mardi 04 juillet 2006 à 18:33:22     
C'est cool de se poser ces questions lol, mais moi je viens juste d'avoir mon bac, je suis en vacances, alors mes ventilos....tant qu'ils font du vent ça me suffit, les questions existentielles je vais me les garder pour la rentrée lol.
Sinon, je suis nouveau ici alors dsl de commencer en disant des conneries.
Elastoc


Membre
Messages : 61

mardi 04 juillet 2006 à 23:39:05     
T'as raison de penser à la rentrée biggrin.gif et surtout fais bien tes devoir de vacances... whistle.gif

La corellation entre le nombre de pales et le bruit semble tenir la route... hum.gif

Mais je pense qu'un autre phénomène peut-etre pris en compte...
En fonderie, quant on moule des poulies qui ont une forme de jante cad avec des branches qui relient le cylindre interne à l'externe
on dit qu'il faut toujours un nombre impair de branche.
La cause est que quant le métal ce solidifie il se rétracte et que si deux branche sont face à face (nombre pair) la poulie se fissure...
si il y a un nombre impair de branches les contraintes se répartissent mieux et la pièce ne se fend pas... dawa.gif

Ouaye ouaye je sait c'est pas trops la forme d'un ventilo une poulie... biggrin.gif
mais c'est aussi fait en moulage (par injection) et il y a aussi ces phénomènes de retrait meganne.gif

Moi aussi yé pé dire des conneries .... wavey.gif
huor


Membre
Messages : 8

mercredi 05 juillet 2006 à 13:15:51     
je regrette de pas avoir été assez assidu en cours de physique parce que je suis un peu à la ramasse dans les explications mad2.gif mais globalement c'est assez clair (excepté l'histoire de poulie whistle.gif )
popoulus


Membre
Messages : 354

mercredi 05 juillet 2006 à 13:30:18     
user posted image

pourquoi ne pas faire comme mr de vinci pour les ventilo ?
Dodge


Membre
Messages : 11

mercredi 05 juillet 2006 à 16:09:20     
Effectivement Elastoc, le phénomène de retrait est important dans toute les pièces coulées mais le problème que tu évoques vient du "cerclage". En clair, lors du refroidissement, la couronne extérieure (qui fait la gorge de ta poulie dans le cas que tu évoques) est bloquée dans la partie périphérique du moule et ne peut diminuer de diamètre alors que les rayons de cette poulie diminue de longueur au fur et à mesure du refroidissement (dilatation thermique à l'envers). C'est la raison pour laquelle les vieille vannes et roues industrielles en fonte avaient des branches en arc de cerlcle, pour éviter qu'au moment où la pièce se refroidit, les rayons entrent en traction forte s'ils étaient droits alors qu'en arc de cercle ils fléchissent et cassent moins facillement.

Dans le cas des ventilos et pompes, ce problème de retrait n'aura lieu que dans les rotors auto-carénés (avec une ceinture qui fait le tour de aubes et qui ne fait qu'un pièce moulée avec le rotor) et pour autant que la matière soit sujette au phénomène (en clair, si la matière se rétracte fort par rapport à sa limite d'élasticité/rupture). En pratique, les cas de ventilos-carénages en une pièce sont rares pour le moment dans le monde PC donc c'est anecdotique.

Pour répondre à Popoulus: parce que le système de Da Vinci est inéfficace (rendement merdique quoi). En effet, le but d'une hélice est de dévier (et par là, d'accélérer) un écoulement afin d'augmenter la vitesse totale, c'est pour cela que les aubes ont un profil courbé. Dans le cas de la vis de Da Vinci, seuls les premiers centimètres sont réellement utiles (ce sont eux qui vont dévier), le reste n'apporte presque que du frottement avec l'air et donc des pertes. C'est la raison pour laquelle celle-ci n'a pas de succès.
En milieu très visqueux et de préférence fermé, elle peut néanmoins être utilisée mais, dans le cadre qui nous occupe, ça ne nous intéresse pas (à moins que quelqu'un veuille refroidir son PC avec de la mayonnaise ou quelque chose dans ce goût mad2.gif )
Rosco


Administrateur
Messages : 19398

mercredi 05 juillet 2006 à 17:04:20     
Les pompes de gavage utilisent le design du rotor de De Vinci pour l'inducteur en entrée de pompe. C'est la même chose qu'on peut trouver en entrée d'une turbopompe oxygène ou hydrogène sur un moteur Vulcain (ça empêche de faire caviter le fluide au niveau de la vraie tête de pompe sans quoi c'est la cata vu les vitesses de rotation, pertes de rendement énormes, vibrations, etc.).
user posted image
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 14161

mercredi 05 juillet 2006 à 18:36:43     
mega suppo t malade roscounet ? siffle.gif
Dodge


Membre
Messages : 11

mercredi 05 juillet 2006 à 18:39:56     
Merci beaucoup pour l'application Rosco, j'en avais jamais entendu parler.
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