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Excès de charge, j'essaye de comprendre les symptomes ?#8928
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antonin
Bonjour,
Je me permets de recentrer le débat :-)
La photo est ci dessous. Je trouvais le méga assez approprié :-)
Pourquoi une augmentation du SR ?
Qu'est ce qui l'impose ?
Ok, la masse volumique augmente avec la pression (approximativement P=rho RT/M dans le gaz, même si ce n'est pas tout à fait un gaz parfait), mais c'est raisonner avec une température constante, ce qui n'est pas trop le cas ici.
J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique.
Mais tu sembles évoquer que son débit dépend de la pression qu'on lui impose, ce qui est fort possible pour un système à pistons/clapets. Pour moi cela aurait plus d'impact uniquement sur le rendement, qui va chuter, et donc nécessiter plus de puissance pour permettre une compression de Delta P en accord avec le rôle du capillaire.
Je suis d'accord sur le fait que la différence BP-HP est bien imposée par le capillaire et par le débit massique.
En effet, on a $Delta P=R Dm/rho$ (loi de Poiseuille), où R dépend de la viscosité, du rayon (1/r^4), et est proportionnel à la longueur du tube.
Mais techniquement, la masse volumique $rho$ dépendant de la température, cela doit compliquer les choses.
Mais surtout, cela ne dit pas pourquoi Delta P reste constant ?
Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C.
Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?
Désolé si ces questions sont naïves et si mes notations ne sont pas les mêmes que les votres :-)
Merci beaucoup en tout cas.
Je me permets de recentrer le débat :-)
Citation : dmarco
Tout est relatif!
Qu'entendez-vous exactement par " méga bloc de glace "??
Auriez-vous une photo, que nous puissions nous en faire une idée?
Tout est relatif!
Qu'entendez-vous exactement par " méga bloc de glace "??
Auriez-vous une photo, que nous puissions nous en faire une idée?
La photo est ci dessous. Je trouvais le méga assez approprié :-)
Citation : netsu
2/montée des pressions, augmentation du sous refroidissement
2/montée des pressions, augmentation du sous refroidissement
Pourquoi une augmentation du SR ?
Qu'est ce qui l'impose ?
Citation : netsu
3/ la montée de la BP vas faire monter le débit massique au compresseur(la masse volumique du fluide augmente avec la pression et la variation du rendement du compresseur est moins sensible aux variations de la HP qu'a celles de la BP)
3/ la montée de la BP vas faire monter le débit massique au compresseur(la masse volumique du fluide augmente avec la pression et la variation du rendement du compresseur est moins sensible aux variations de la HP qu'a celles de la BP)
Ok, la masse volumique augmente avec la pression (approximativement P=rho RT/M dans le gaz, même si ce n'est pas tout à fait un gaz parfait), mais c'est raisonner avec une température constante, ce qui n'est pas trop le cas ici.
J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique.
Mais tu sembles évoquer que son débit dépend de la pression qu'on lui impose, ce qui est fort possible pour un système à pistons/clapets. Pour moi cela aurait plus d'impact uniquement sur le rendement, qui va chuter, et donc nécessiter plus de puissance pour permettre une compression de Delta P en accord avec le rôle du capillaire.
Citation : netsu
4/ le débit masse augmente donc dans tout le circuit fermé (et ce même si la différence de pression HP-BP reste constante car plus le sous refroidissement est grand, moins le capillaire fait de perte de charge et passera donc plus de débit pour un delta P constant).
4/ le débit masse augmente donc dans tout le circuit fermé (et ce même si la différence de pression HP-BP reste constante car plus le sous refroidissement est grand, moins le capillaire fait de perte de charge et passera donc plus de débit pour un delta P constant).
Je suis d'accord sur le fait que la différence BP-HP est bien imposée par le capillaire et par le débit massique.
En effet, on a $Delta P=R Dm/rho$ (loi de Poiseuille), où R dépend de la viscosité, du rayon (1/r^4), et est proportionnel à la longueur du tube.
Mais techniquement, la masse volumique $rho$ dépendant de la température, cela doit compliquer les choses.
Mais surtout, cela ne dit pas pourquoi Delta P reste constant ?
Citation : netsu
5/on as donc plus de débit massique à l'entrée de l'évaporateur, une BP plus haute soit un delta T (ou DTLM voire DTLN pour les tatillons [K] ;-) ) plus faible et un coefficient global d'échange (souvent noté K[w/m^2.K] ) qui est souvent dominé par le côté air et donc quasi constant. la surface d'échange (S[m^2]) est évidemment constante.
la puissance (Q[w]) d'un échangeur est donnée par Q=K*S*DTLM
et aussi par Q= m[kg/s]*deltaH[kJ/kg]
Avec K constant
S constante
DTLM en chute libre
Donc Q[w] baisse aussi et par extension le deltaH[kJ/kg] sur le R600a chute aussi. Noter que l'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur change peu.
5/on as donc plus de débit massique à l'entrée de l'évaporateur, une BP plus haute soit un delta T (ou DTLM voire DTLN pour les tatillons [K] ;-) ) plus faible et un coefficient global d'échange (souvent noté K[w/m^2.K] ) qui est souvent dominé par le côté air et donc quasi constant. la surface d'échange (S[m^2]) est évidemment constante.
la puissance (Q[w]) d'un échangeur est donnée par Q=K*S*DTLM
et aussi par Q= m[kg/s]*deltaH[kJ/kg]
Avec K constant
S constante
DTLM en chute libre
Donc Q[w] baisse aussi et par extension le deltaH[kJ/kg] sur le R600a chute aussi. Noter que l'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur change peu.
Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C.
Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?
Désolé si ces questions sont naïves et si mes notations ne sont pas les mêmes que les votres :-)
Merci beaucoup en tout cas.
Message édité par : antonin / 14-10-2014 16:22
Karl
Bonsoir à tous,
Ah oui ! En effet surcharge manifeste de fluide, ce qui m'étonne… c'est que l'on puisse se poser la question devant une telle évidence !
Mais en plus, il y a une erreur de montage qui me saute aux yeux : la position du filtre déshydrateur qui n'est sûrement pas d'origine !
Il semble acquis que les liquides ont une tendance naturelle à suivre la loi de la gravité les forçant à migrer du haut vers le bas… non ?
On voit bien sur la photo que le déshydrateur est installé à l'horizontale… ce qui oblige à charger plus de fluide que s'il était monté dans les règles de l'art à la verticale, ou au moins à 45° pour que le capillaire soit bien alimenté en liquide !
La suite est inévitable : plus de fluide → plus de pression HP (plus de consommation et baisse de rendement) → BP et température d'évaporation plus haute… le système ne peut pas fonctionner correctement ! zzz
Karl
Ah oui ! En effet surcharge manifeste de fluide, ce qui m'étonne… c'est que l'on puisse se poser la question devant une telle évidence !
Mais en plus, il y a une erreur de montage qui me saute aux yeux : la position du filtre déshydrateur qui n'est sûrement pas d'origine !
Il semble acquis que les liquides ont une tendance naturelle à suivre la loi de la gravité les forçant à migrer du haut vers le bas… non ?
On voit bien sur la photo que le déshydrateur est installé à l'horizontale… ce qui oblige à charger plus de fluide que s'il était monté dans les règles de l'art à la verticale, ou au moins à 45° pour que le capillaire soit bien alimenté en liquide !
La suite est inévitable : plus de fluide → plus de pression HP (plus de consommation et baisse de rendement) → BP et température d'évaporation plus haute… le système ne peut pas fonctionner correctement ! zzz
Karl
dmarco
Bonjour,
Woww, en effet ... c'est un beau glaçon!! :-D
J'ai quelques minutes pour relever des imprécisions/inexactitudes sur votre raisonnement.
Vous dites:
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! :b
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
@+
Woww, en effet ... c'est un beau glaçon!! :-D
J'ai quelques minutes pour relever des imprécisions/inexactitudes sur votre raisonnement.
Vous dites:
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! :b
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
@+
netsu
Bonsoir à tous!
Antonin, je n'ai pas le temps de répondre de façon correctement argumentée ce soir.
Mais je prends bonne note et promet au moins un début de réponse demain en fin de soirée.
Cordialement, à bientôt!
Antonin, je n'ai pas le temps de répondre de façon correctement argumentée ce soir.
Mais je prends bonne note et promet au moins un début de réponse demain en fin de soirée.
Cordialement, à bientôt!
le froid est un état d'esprit.
antonin
Bonjour ! j'ai un peu de temps pour expliquer ma démarche, cela va être un peu long :#
Je suis tout à fait d'accord avec le fait que le courant va augmenter.
Mais à mon avis vous confondez le courant nécessaire à créer un couple plus grand et emmener les pistons pour qu'ils digèrent une pression plus grande et la fréquence du moteur. La puissance étant le produit des deux, et elle augmente bien.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Tout à fait d'accord : son rendement va chuter, c'est-à-dire le courant électrique nécessaire à fournir un couple donné, qui lui aussi aura augmenté.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Ok, tout cela commence à faire du sens dans mon esprit.
Essayons de mettre tout cela en équations pour raisonner clairement et rester factuel, comme Netsu nous y invite.
Encore désolé si je n'ai pas les mêmes notations que vous, et cela risque d'être long.
Je vais faire des hypothèses simplfificatrices, mais qui ne devraient pas impacter les principes de fond
Les caractéristiques de la machines sont (relations notées Ci):
Le cycle thermo est représenté sur le diagramme P-h ci-dessous. En noir le cycle est le cycle "normal", dans le sens où c'est celui qui est optimisé par les choix tehcnologiques (fluide-échangeurs-moteur-détendeur), pour avoir un rendement maximal et Ti=-18°C.
Notez que j'ai pris des températures de fonctionnement un peu au pif, mais pour le principe de la démonstration cela n'a pas d'importance.
En rouge, celui que je suppose être en cas de surcharge, et que je vais expliquer.
Mettons un peu de physique pour relier toutes ces grandeurs :-o ce qu'on a c'est le premier principe de la thermo qui réalise des bilans d'énergie (relations notées Bi)
Les autres relations qu'on a sont imposées par le fluide (relations notées Fi) :
Bref, on cherche à connaître Te, Tc, Tint, h1, h2, h3, h4, PB et PH, soit neuf inconnues, et on a dix relations B1-B5 et C1-C5. Donc ce système est trop contraint, il risque de ne pas marcher.
Pour que le système soit solvable, pour qu'il existe une unique solution, on doit "lever" une équation. Cela veut dire par exemple qu'on n'a pas le choix de PB-PH, qui est déterminé par tout le reste, donc la conception doit être précise, et je pense que vous ne pouvez qu'être d'accord :-D
Si on se donne maintenent la possibilité de surchauffes, désurchauffe et sous refroidissement.
Cela rajoute des points de fonctionnement, des inconnues et des relations
Par exemple avec une surchauffe dans l'évaporateur :
Bref, on doit pouvoir déterminer aussi ce qu'il se passe exactement.
Et c'est pareil pour la désurchauffe et le sous refroidissement.
On note qu'au passage, la détermination des différentes puissances est aussi donnée par la connaissance de toutes ces variables.
C'est bien gentil toutes ces équations, mais je n'ai pas envie de les résoudre à la main, et ce n'est pas la question.
Maintenant, que se passe-t-il si Dm augmente ? Comment vont réagir toutes les autres variables ?
Pour se dépêtrer de toutes ces équations je pars du résultat en faisant l'hypothèse que Tint a augmenté. Si ce n'est pas le cas, je tomberai sur une incohérence quelque part.
Ce qui explique que l'évaporation n'est pas terminée dans l'évaporateur et se poursuit dans le tuyau avant le compresseur 8-)
Mais je n'arrive pas à montrer que h1 reste approximativement constant :-?
En conclusion, j'ai probablement fait des erreurs de raisonnement, mais c'est selon moi la seule façon d'avoir une démonstration implacable, et en tout cas c'est comme ça que je souhaiterais comprendre ce qu'il se passe :-P
En tout cas merci pour votre implication à m'aider à résoudre ce problème !
Citation : dmarco
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Je suis tout à fait d'accord avec le fait que le courant va augmenter.
Mais à mon avis vous confondez le courant nécessaire à créer un couple plus grand et emmener les pistons pour qu'ils digèrent une pression plus grande et la fréquence du moteur. La puissance étant le produit des deux, et elle augmente bien.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Citation : dmarco
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
Tout à fait d'accord : son rendement va chuter, c'est-à-dire le courant électrique nécessaire à fournir un couple donné, qui lui aussi aura augmenté.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! :b
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! :b
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
Ok, tout cela commence à faire du sens dans mon esprit.
Essayons de mettre tout cela en équations pour raisonner clairement et rester factuel, comme Netsu nous y invite.
Mise en équation
Encore désolé si je n'ai pas les mêmes notations que vous, et cela risque d'être long.
Je vais faire des hypothèses simplfificatrices, mais qui ne devraient pas impacter les principes de fond
- je me place en régime permanent, donc je ne cherche pas à comprendre les problèmes de régime transitoire, d'allumage, mais plutôt l'écart au fonctionnement nominal, qui est lui aussi en RP. Je suppose que la photo ayant été prise une semaine après allumage, et que le moteur ayant tourné en permanence, correspond à une situation de RP, et c'est ce que je cherche à comprendre.
- je suppose qu'il n'y a pas de pertes de pression dans l'évaporateur ou dans le condenseur (je néglige la viscosité du fluide dans ces parties, le tuyau a un diamètre suffisamment grand)
- je suppose le moteur parfait, et à fréquence constante (on peut remettre en cause ces hypothèses, mais je pense que cela ne va pas impacter beaucoup les conclusions)
Les caractéristiques de la machines sont (relations notées Ci):
- Débit volumique Dv constant, imposé par le moteur.
- Masse totale de fluide m connue, qui impose le débit massique Dm[kg.s^-1]
- La température extérieure est connue Text
- La résistance thermique R du compartiment est connue, donc les fuites sont Pfuites[W]=R(Text-Tint), où Tint est la température du compartiment, idéalement -18°C.
- Les échanges de l'évaporateur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Re[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pf[W]=Re(Tint-Te), où Te est la température d'évaporation du FF
- Les échanges du condenseur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Rc[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pc[W]=Re(Text-Tc), où Tc est la température de condensation du FF
- le capillaire impose une différence de pression constante d'après la loi de poiseuille (et contrairement à ce que j'ai dit plus haut, DM/rho est le débit volumique, qui est constant), PB-PH=cste, où PB est la pression dans l'évaporateur, et PH dans le condenseur.
- Le fluide choisit impose une relation entre chaque pression, température et enthalpie massique [J.kg^-1](lue sur le diagramme P-h)
- la détente est isenthalpique, l'évaporation isobare, même en dehors du changement d'état, la condensation idem
- le moteur impose la puissance nécessaire pour comprimer de PB à PH. Par exemple s'il a un fonctionnement parfait, cette puissance est donnée en suivant une isentropique dans le diagramme P-h
Le cycle thermo est représenté sur le diagramme P-h ci-dessous. En noir le cycle est le cycle "normal", dans le sens où c'est celui qui est optimisé par les choix tehcnologiques (fluide-échangeurs-moteur-détendeur), pour avoir un rendement maximal et Ti=-18°C.
Notez que j'ai pris des températures de fonctionnement un peu au pif, mais pour le principe de la démonstration cela n'a pas d'importance.
En rouge, celui que je suppose être en cas de surcharge, et que je vais expliquer.
Mettons un peu de physique pour relier toutes ces grandeurs :-o ce qu'on a c'est le premier principe de la thermo qui réalise des bilans d'énergie (relations notées Bi)
- Le bilan au système intérieur nous dit qu'en régime permanent, la température Tint étant constante, on a forcément Pf=Pfuites, soit Re(Tint-Te)=R(Text-Tint)
- Le bilan pour 1-2 (évaporateur) donne Dm(h2-h1)=Re(Tint-Te)
- Le bilan pour 2-3 (moteur) nous donne une relation entre h3-h2=f(PB,PH,Dm)
- Le bilan pour 3-4 (condenseur) nous donne une relation entre Dm(h4-h3)=Rc(Text-Tc)
- Le bilan pour 4-1 (détente) nous donne h4=h1
Les autres relations qu'on a sont imposées par le fluide (relations notées Fi) :
- h1(Te,PB)
- h2(Te,PB). Pour l'instant par simplicité, je suppose des surchauffes, sous refroidissement nuls, j'étudie ce cas plus bas. C'est-à-dire que je poste les points 2, 3 et 4 sur les courbes de rosée/ébullition
- h3(Tc,PH)
- h4(Tc,PH)
- Enfin, on n'oublie pas la relation imposée par le choix technologique du capillaire : PH-PB=cste
Résolution
Bref, on cherche à connaître Te, Tc, Tint, h1, h2, h3, h4, PB et PH, soit neuf inconnues, et on a dix relations B1-B5 et C1-C5. Donc ce système est trop contraint, il risque de ne pas marcher.
Pour que le système soit solvable, pour qu'il existe une unique solution, on doit "lever" une équation. Cela veut dire par exemple qu'on n'a pas le choix de PB-PH, qui est déterminé par tout le reste, donc la conception doit être précise, et je pense que vous ne pouvez qu'être d'accord :-D
Si on se donne maintenent la possibilité de surchauffes, désurchauffe et sous refroidissement.
Cela rajoute des points de fonctionnement, des inconnues et des relations
Par exemple avec une surchauffe dans l'évaporateur :
- On rajoute deux inconnues : Tsh, température de fin de surchauffe et l'enthalpie h2' en fin de surchauffe
- Mais on a deux relations : le fluide nous donne h2'(Tsh,PB), car la surchauffe est isobare, et un bilan thermique lors de cette surchauffe, caractérisant cette fois ci les échanges avec un fluide de température variable allant de Te à Tsh , avec le compartiment à Tint, relation qui doit s'écrire Dm(h2'-h2)=Re'*(Te-Tsh)*f(Tint,Te,Tsh)
Bref, on doit pouvoir déterminer aussi ce qu'il se passe exactement.
Et c'est pareil pour la désurchauffe et le sous refroidissement.
On note qu'au passage, la détermination des différentes puissances est aussi donnée par la connaissance de toutes ces variables.
Analyse qualitative
C'est bien gentil toutes ces équations, mais je n'ai pas envie de les résoudre à la main, et ce n'est pas la question.
Maintenant, que se passe-t-il si Dm augmente ? Comment vont réagir toutes les autres variables ?
Pour se dépêtrer de toutes ces équations je pars du résultat en faisant l'hypothèse que Tint a augmenté. Si ce n'est pas le cas, je tomberai sur une incohérence quelque part.
- Si Tint augmente, Pfuites et donc Pf diminuent d'après les relations C4 et B1.
- Si Pf diminue, alors Tint-Te diminue aussi (C5), donc Te augmente.
- Te augmente donc PB augmente (F1) et donc PH aussi (F5) et donc Tc aussi (F3)
- Pf diminue et Dm augmente, donc la différence h2-h1 est fortement diminuée (B2+C4).
- De même, Pc diminue (C6) et h3-h4 diminue fortement.
- Or (B3) implique qu'avec l'augmentation des pressions, h3-h2 augmente (fonctionnement non parfait).
- Donc le cycle n'est possible (B4) que s'il y a une surchauffe et/ou un sous refroidissement qui augmentent.
Ce qui explique que l'évaporation n'est pas terminée dans l'évaporateur et se poursuit dans le tuyau avant le compresseur 8-)
Mais je n'arrive pas à montrer que h1 reste approximativement constant :-?
En conclusion, j'ai probablement fait des erreurs de raisonnement, mais c'est selon moi la seule façon d'avoir une démonstration implacable, et en tout cas c'est comme ça que je souhaiterais comprendre ce qu'il se passe :-P
En tout cas merci pour votre implication à m'aider à résoudre ce problème !
dmarco
Bonjour,
Je reconnais là votre esprit scientifique, adepte du " coupage de cheveux en quattre " :-D :=! :-D Mais n'oubliez pas que ... ce monde parfait n'existe QUE sur papier!! :b
Nous sommes, tous deux conscients que ce phénomène se produit pour une cause " bien précise " ( excès de charge, dans le cas qui nous interresse ) et uniquement en réponse à cette configuration précise.
Je fais volontairement abstraction de toutes les autres configurations qui induiraient également une adaptivité du couple de ce moteur.
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!! :b
Citation : antonin
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Je reconnais là votre esprit scientifique, adepte du " coupage de cheveux en quattre " :-D :=! :-D Mais n'oubliez pas que ... ce monde parfait n'existe QUE sur papier!! :b
Nous sommes, tous deux conscients que ce phénomène se produit pour une cause " bien précise " ( excès de charge, dans le cas qui nous interresse ) et uniquement en réponse à cette configuration précise.
Je fais volontairement abstraction de toutes les autres configurations qui induiraient également une adaptivité du couple de ce moteur.
Citation : antonin
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!! :b
Karl
Bonjour,
Le temps d'écrire ce genre de post, j'aurais déjà terminé le dépannage... mais il est vrai que j'écris lentement, et que je n'essaye pas de faire du mal aux dyptères. zzz
Quand à résoudre autant d'équations pour un problème aussi basique, cela reviendrait trop cher au client... qui veut juste que son frigo fonctionne ! foufou jesors
Karl
Le temps d'écrire ce genre de post, j'aurais déjà terminé le dépannage... mais il est vrai que j'écris lentement, et que je n'essaye pas de faire du mal aux dyptères. zzz
Quand à résoudre autant d'équations pour un problème aussi basique, cela reviendrait trop cher au client... qui veut juste que son frigo fonctionne ! foufou jesors
Karl
Aircofrigo
Bonsoir,
juste oublié de grandir le SR sur le mollier rouge (moi j'aurais carrément rejoint le point 4 du graphique noir), et vu que ta sortie évap est dans les courbes de mélange (absence de SC qui est exacte) le travail de ton compresseur devrait partir de ce point là et pas comme tu l'as fait.
pour les calculs je vous laisse entre ingénieur :-D
à+
juste oublié de grandir le SR sur le mollier rouge (moi j'aurais carrément rejoint le point 4 du graphique noir), et vu que ta sortie évap est dans les courbes de mélange (absence de SC qui est exacte) le travail de ton compresseur devrait partir de ce point là et pas comme tu l'as fait.
pour les calculs je vous laisse entre ingénieur :-D
à+
fifi
Citation : antonin
Bonjour ! j'ai un peu de temps pour expliquer ma démarche, cela va être un peu long :#
Je suis tout à fait d'accord avec le fait que le courant va augmenter.
Mais à mon avis vous confondez le courant nécessaire à créer un couple plus grand et emmener les pistons pour qu'ils digèrent une pression plus grande et la fréquence du moteur. La puissance étant le produit des deux, et elle augmente bien.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Tout à fait d'accord : son rendement va chuter, c'est-à-dire le courant électrique nécessaire à fournir un couple donné, qui lui aussi aura augmenté.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Ok, tout cela commence à faire du sens dans mon esprit.
Essayons de mettre tout cela en équations pour raisonner clairement et rester factuel, comme Netsu nous y invite.
Encore désolé si je n'ai pas les mêmes notations que vous, et cela risque d'être long.
Je vais faire des hypothèses simplfificatrices, mais qui ne devraient pas impacter les principes de fond
Les caractéristiques de la machines sont (relations notées Ci):
Le cycle thermo est représenté sur le diagramme P-h ci-dessous. En noir le cycle est le cycle "normal", dans le sens où c'est celui qui est optimisé par les choix tehcnologiques (fluide-échangeurs-moteur-détendeur), pour avoir un rendement maximal et Ti=-18°C.
Notez que j'ai pris des températures de fonctionnement un peu au pif, mais pour le principe de la démonstration cela n'a pas d'importance.
En rouge, celui que je suppose être en cas de surcharge, et que je vais expliquer.
Mettons un peu de physique pour relier toutes ces grandeurs :-o ce qu'on a c'est le premier principe de la thermo qui réalise des bilans d'énergie (relations notées Bi)
Les autres relations qu'on a sont imposées par le fluide (relations notées Fi) :
Bref, on cherche à connaître Te, Tc, Tint, h1, h2, h3, h4, PB et PH, soit neuf inconnues, et on a dix relations B1-B5 et C1-C5. Donc ce système est trop contraint, il risque de ne pas marcher.
Pour que le système soit solvable, pour qu'il existe une unique solution, on doit "lever" une équation. Cela veut dire par exemple qu'on n'a pas le choix de PB-PH, qui est déterminé par tout le reste, donc la conception doit être précise, et je pense que vous ne pouvez qu'être d'accord :-D
Si on se donne maintenent la possibilité de surchauffes, désurchauffe et sous refroidissement.
Cela rajoute des points de fonctionnement, des inconnues et des relations
Par exemple avec une surchauffe dans l'évaporateur :
Bref, on doit pouvoir déterminer aussi ce qu'il se passe exactement.
Et c'est pareil pour la désurchauffe et le sous refroidissement.
On note qu'au passage, la détermination des différentes puissances est aussi donnée par la connaissance de toutes ces variables.
C'est bien gentil toutes ces équations, mais je n'ai pas envie de les résoudre à la main, et ce n'est pas la question.
Maintenant, que se passe-t-il si Dm augmente ? Comment vont réagir toutes les autres variables ?
Pour se dépêtrer de toutes ces équations je pars du résultat en faisant l'hypothèse que Tint a augmenté. Si ce n'est pas le cas, je tomberai sur une incohérence quelque part.
Ce qui explique que l'évaporation n'est pas terminée dans l'évaporateur et se poursuit dans le tuyau avant le compresseur 8-)
Mais je n'arrive pas à montrer que h1 reste approximativement constant :-?
En conclusion, j'ai probablement fait des erreurs de raisonnement, mais c'est selon moi la seule façon d'avoir une démonstration implacable, et en tout cas c'est comme ça que je souhaiterais comprendre ce qu'il se passe :-P
En tout cas merci pour votre implication à m'aider à résoudre ce problème !
Bonjour ! j'ai un peu de temps pour expliquer ma démarche, cela va être un peu long :#
Citation : dmarco
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Je suis tout à fait d'accord avec le fait que le courant va augmenter.
Mais à mon avis vous confondez le courant nécessaire à créer un couple plus grand et emmener les pistons pour qu'ils digèrent une pression plus grande et la fréquence du moteur. La puissance étant le produit des deux, et elle augmente bien.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Citation : dmarco
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
Tout à fait d'accord : son rendement va chuter, c'est-à-dire le courant électrique nécessaire à fournir un couple donné, qui lui aussi aura augmenté.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! :b
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! :b
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
Ok, tout cela commence à faire du sens dans mon esprit.
Essayons de mettre tout cela en équations pour raisonner clairement et rester factuel, comme Netsu nous y invite.
Mise en équation
Encore désolé si je n'ai pas les mêmes notations que vous, et cela risque d'être long.
Je vais faire des hypothèses simplfificatrices, mais qui ne devraient pas impacter les principes de fond
- je me place en régime permanent, donc je ne cherche pas à comprendre les problèmes de régime transitoire, d'allumage, mais plutôt l'écart au fonctionnement nominal, qui est lui aussi en RP. Je suppose que la photo ayant été prise une semaine après allumage, et que le moteur ayant tourné en permanence, correspond à une situation de RP, et c'est ce que je cherche à comprendre.
- je suppose qu'il n'y a pas de pertes de pression dans l'évaporateur ou dans le condenseur (je néglige la viscosité du fluide dans ces parties, le tuyau a un diamètre suffisamment grand)
- je suppose le moteur parfait, et à fréquence constante (on peut remettre en cause ces hypothèses, mais je pense que cela ne va pas impacter beaucoup les conclusions)
Les caractéristiques de la machines sont (relations notées Ci):
- Débit volumique Dv constant, imposé par le moteur.
- Masse totale de fluide m connue, qui impose le débit massique Dm[kg.s^-1]
- La température extérieure est connue Text
- La résistance thermique R du compartiment est connue, donc les fuites sont Pfuites[W]=R(Text-Tint), où Tint est la température du compartiment, idéalement -18°C.
- Les échanges de l'évaporateur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Re[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pf[W]=Re(Tint-Te), où Te est la température d'évaporation du FF
- Les échanges du condenseur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Rc[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pc[W]=Re(Text-Tc), où Tc est la température de condensation du FF
- le capillaire impose une différence de pression constante d'après la loi de poiseuille (et contrairement à ce que j'ai dit plus haut, DM/rho est le débit volumique, qui est constant), PB-PH=cste, où PB est la pression dans l'évaporateur, et PH dans le condenseur.
- Le fluide choisit impose une relation entre chaque pression, température et enthalpie massique [J.kg^-1](lue sur le diagramme P-h)
- la détente est isenthalpique, l'évaporation isobare, même en dehors du changement d'état, la condensation idem
- le moteur impose la puissance nécessaire pour comprimer de PB à PH. Par exemple s'il a un fonctionnement parfait, cette puissance est donnée en suivant une isentropique dans le diagramme P-h
Le cycle thermo est représenté sur le diagramme P-h ci-dessous. En noir le cycle est le cycle "normal", dans le sens où c'est celui qui est optimisé par les choix tehcnologiques (fluide-échangeurs-moteur-détendeur), pour avoir un rendement maximal et Ti=-18°C.
Notez que j'ai pris des températures de fonctionnement un peu au pif, mais pour le principe de la démonstration cela n'a pas d'importance.
En rouge, celui que je suppose être en cas de surcharge, et que je vais expliquer.
Mettons un peu de physique pour relier toutes ces grandeurs :-o ce qu'on a c'est le premier principe de la thermo qui réalise des bilans d'énergie (relations notées Bi)
- Le bilan au système intérieur nous dit qu'en régime permanent, la température Tint étant constante, on a forcément Pf=Pfuites, soit Re(Tint-Te)=R(Text-Tint)
- Le bilan pour 1-2 (évaporateur) donne Dm(h2-h1)=Re(Tint-Te)
- Le bilan pour 2-3 (moteur) nous donne une relation entre h3-h2=f(PB,PH,Dm)
- Le bilan pour 3-4 (condenseur) nous donne une relation entre Dm(h4-h3)=Rc(Text-Tc)
- Le bilan pour 4-1 (détente) nous donne h4=h1
Les autres relations qu'on a sont imposées par le fluide (relations notées Fi) :
- h1(Te,PB)
- h2(Te,PB). Pour l'instant par simplicité, je suppose des surchauffes, sous refroidissement nuls, j'étudie ce cas plus bas. C'est-à-dire que je poste les points 2, 3 et 4 sur les courbes de rosée/ébullition
- h3(Tc,PH)
- h4(Tc,PH)
- Enfin, on n'oublie pas la relation imposée par le choix technologique du capillaire : PH-PB=cste
Résolution
Bref, on cherche à connaître Te, Tc, Tint, h1, h2, h3, h4, PB et PH, soit neuf inconnues, et on a dix relations B1-B5 et C1-C5. Donc ce système est trop contraint, il risque de ne pas marcher.
Pour que le système soit solvable, pour qu'il existe une unique solution, on doit "lever" une équation. Cela veut dire par exemple qu'on n'a pas le choix de PB-PH, qui est déterminé par tout le reste, donc la conception doit être précise, et je pense que vous ne pouvez qu'être d'accord :-D
Si on se donne maintenent la possibilité de surchauffes, désurchauffe et sous refroidissement.
Cela rajoute des points de fonctionnement, des inconnues et des relations
Par exemple avec une surchauffe dans l'évaporateur :
- On rajoute deux inconnues : Tsh, température de fin de surchauffe et l'enthalpie h2' en fin de surchauffe
- Mais on a deux relations : le fluide nous donne h2'(Tsh,PB), car la surchauffe est isobare, et un bilan thermique lors de cette surchauffe, caractérisant cette fois ci les échanges avec un fluide de température variable allant de Te à Tsh , avec le compartiment à Tint, relation qui doit s'écrire Dm(h2'-h2)=Re'*(Te-Tsh)*f(Tint,Te,Tsh)
Bref, on doit pouvoir déterminer aussi ce qu'il se passe exactement.
Et c'est pareil pour la désurchauffe et le sous refroidissement.
On note qu'au passage, la détermination des différentes puissances est aussi donnée par la connaissance de toutes ces variables.
Analyse qualitative
C'est bien gentil toutes ces équations, mais je n'ai pas envie de les résoudre à la main, et ce n'est pas la question.
Maintenant, que se passe-t-il si Dm augmente ? Comment vont réagir toutes les autres variables ?
Pour se dépêtrer de toutes ces équations je pars du résultat en faisant l'hypothèse que Tint a augmenté. Si ce n'est pas le cas, je tomberai sur une incohérence quelque part.
- Si Tint augmente, Pfuites et donc Pf diminuent d'après les relations C4 et B1.
- Si Pf diminue, alors Tint-Te diminue aussi (C5), donc Te augmente.
- Te augmente donc PB augmente (F1) et donc PH aussi (F5) et donc Tc aussi (F3)
- Pf diminue et Dm augmente, donc la différence h2-h1 est fortement diminuée (B2+C4).
- De même, Pc diminue (C6) et h3-h4 diminue fortement.
- Or (B3) implique qu'avec l'augmentation des pressions, h3-h2 augmente (fonctionnement non parfait).
- Donc le cycle n'est possible (B4) que s'il y a une surchauffe et/ou un sous refroidissement qui augmentent.
Ce qui explique que l'évaporation n'est pas terminée dans l'évaporateur et se poursuit dans le tuyau avant le compresseur 8-)
Mais je n'arrive pas à montrer que h1 reste approximativement constant :-?
En conclusion, j'ai probablement fait des erreurs de raisonnement, mais c'est selon moi la seule façon d'avoir une démonstration implacable, et en tout cas c'est comme ça que je souhaiterais comprendre ce qu'il se passe :-P
En tout cas merci pour votre implication à m'aider à résoudre ce problème !
Bon je rajoute deux glaçons dans le 51 pour augmenter le sous refroidissement
Ça permettra de diminuer la surchauffe de mes neurones
J'ai un mal de tête moi foufou
Dans ce métier, si tu oublies l'humidité, l'humidité ne t'oublie pas
frigopathe
Citation : dmarco
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!! :b
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!! :b
salut marco,
soit sérieux, à quoi servirait le détendeur si la détente se faisait dans l'évapo...???
a+