’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Pression, Fluides, Aerodynamisme, Vitesse.....

’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par papyjo » 13 Mars 2014, 08:45

En relisant l'article de Wikipédia, 2 valeurs que je pensais acquises sont remises en question.
Voir le chapitre qui traite du sujet sur : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A9e_%C3%A0_eau
En substance il annonce :
En effet, il semble qu’une pression autour de 3,5 Bar soit optimale pour une accélération plus rapide.
Quant au volume d’eau, celui-ci n’influe absolument pas sur l’accélération mais simplement sur la vitesse atteinte. Il semblerait que la valeur optimale soit un volume d’environ 52% d’eau dans le réservoir.

Mon retex me disait : plus de pression = plus de vitesse et 1/3 d'eau pour 2/3 d'air à 6b.

Je tenterai ces valeurs une prochaine fois et verrai... s'il reste de l'eau et si cela monte aussi haut.
Qu'en dites vous?
Cordialement
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par papyjo » 01 Avr 2014, 10:49

Bonjour à tous
Les valeurs 1/3 eau 2/3 air entre 4 et 8 bars semblent être le meilleur compromis.
Je n'ai pas fait de mesure, mais à l’œil cela a semblé évident.
Plus d'eau (1/2) n'a eu comme bénéfice qu'un jet plus visible et plus joli, Et comme négatif un retournement de la fusée à 20m du sol et une fin de vol chaotique.
Certainement qu'avec un empennage plus grand, la trajectoire de départ aurait été plus rectiligne, mais cela aurait été au dépend des performances (traînée plus importante). Et la fusée, une fois vidée de son eau serait devenue sur-stable.
Cela vaudra la peine de faire quelques mesures précises, mais c'est davantage en diminuant la quantité d'eau, au dessous de 6b qu'il m’apparaît que les performances s'améliorent.
Cordialement
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Adrien-L » 01 Avr 2014, 16:46

Pour ma part, les tirs m'ont toujours semblés optimaux pour 1/3 eau, 2/3 air, avec une pression en 6 et 8 Bar également.
Ca pourrait être intéressant de mener une étude effectivement... :)
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Projet TS » 01 Mai 2015, 09:54

Bonjour,

On voit en pratique que le "ratio" eau/air est le plus optimal pour 1/3 2/3. Or, pour moi ainsi que pour le rendu de mon projet de terminale, j'aimerais comprendre la raison théorique, pourquoi ce rapport est-il le plus optimal; dans le but d'une éventuelle démonstration.

Merci!
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par papyjo » 01 Mai 2015, 10:27

Bonjour à tous
Peut-être en utilisant un ou plusieurs tableaux de simulation qui mettent en image des formules complexes.
Quelques infos ici : http://fusees.free.fr/spip.php?article61
Cordialement
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Projet TS » 01 Mai 2015, 11:55

En effet, j'ai d'ores et déjà des tableaux de ce type ainsi que des tableaux représentant nos expériences. Je cherche davantage une relation de départ sur laquelle me baser, puis dérouler une démonstration mathématique pour en arriver à la conclusion des 1/3 2/3 :? :wink:
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Gilles » 07 Mai 2015, 01:13

la raison de la valeur trouvée sur wikipedia est du a la seule prise en compte de l'éjection de l'eau et pas de l'air alors que la phase air participe aussi beaucoup a la propulsion car la phase eau donne une impulsion et la phase air une propulsion. Un peu comme si on prenait une fusée a poudre et qu'on la tape avec une batte de baseball juste avant qu'elle ne parte.

En conséquence, il y a trois paramètres qui vont influencer la quantité de mouvement
- dans la phase eau, combien d'eau est éjecté
- a quelle vitesse l'eau est éjecté, deux paramètre, pression de l'air initiale et volume initiale
- phase air combien d'air va être éjecter et quelle masse, extrapolation de pression de l'air initiale et volume initiale

Il ne faut pas oublier que plus on met d'eau, moins on met d'air, donc un exemple simple, 75% eau, 6 bar d'air, quand on a évacué 33% de l'eau, le volume d'air a déjà baissé de moitié et quand l'eau est évacué complètement, il reste seulement 1,5 bar de pression d'air ce qui donne une poussée presque négligeable.
Bonne journée
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Adrien-L » 08 Mai 2015, 21:58

Gilles a écrit :Il ne faut pas oublier que plus on met d'eau, moins on met d'air, donc un exemple simple, 75% eau, 6 bar d'air, quand on a évacué 33% de l'eau, le volume d'air a déjà baissé de moitié et quand l'eau est évacué complètement, il reste seulement 1,5 bar de pression d'air ce qui donne une poussée presque négligeable.


Je pense que tu voulais dire la pression ;)

Cependant, en prenant les mêmes conditions expérimentales, mais avec 30% d'eau initialement, la pression de l'air en fin de phase d'éjection de l'eau est tout de même d'un peu plus de 4 Bar : c'est un peu moins négligeable... ;)

Pour le moment, je n'ai pas vraiment de temps libre, mais cet été j’essaierais de trouver un peu de temps pour faire un simulateur prenant en compte ces deux phases d'éjection... :)
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par zorglub » 10 Mai 2015, 17:51

Théories interrressantes Image

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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Gilles » 11 Mai 2015, 04:59

Adrien-L a écrit :
Je pense que tu voulais dire la pression ;)


oui pardon, erreur de ma part
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Bernard de Go Mars » 27 Juin 2015, 19:58

La première phrase de Wikipédia placée par Papyjo au début de ce sujet a été supprimée par moi très récemment.
J'ai effectivement effectué quelques corrections de français il y a quelques jours et cette phrase m'avait paru curieusement irréaliste.
Pour ce qui est de la deuxième et troisième phrase relevée par Papyjo :
"Quant au volume d’eau, celui-ci n’influe absolument pas sur l’accélération mais simplement sur la vitesse atteinte. Il semblerait que la valeur optimale soit un volume d’environ 52% d’eau dans le réservoir."
...j'avais dans l'intention de la supprimer aussi ; mais, dans le feu de l'action je l'ai oubliée.

Ça fait d'ailleurs bizarre de couper ainsi au glaive dans l'article (disons que ça heurte la modestie) mais il y a des moments où il ne faut pas faire le délicat...

Toutes les études montre que l'optimum d'emport, pour l'eau est autour de 1/3 et que plus la pression est forte et plus il y a de propulsion. Il n'y a que pour des valeurs extrêmes de la pression que le quota d'eau optimum s'éloigne du tiers.

Pour les calculeux, mon étude "La propulsion de la fusée à eau" démontre tout ça en détail :
http://perso.numericable.fr/fbouquetbe6 ... op_fao.pdf

Amicalement,
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Re: ’influence de la pression et du volume d’eau initiaux

Message par Bernard de Go Mars » 27 Juin 2015, 20:35

Voilà ! J'ai supprimé la phrase incriminée de l'article de Wikipédia.
Un jour il faudra que je supprime aussi tous les calculs que présente longuement cet article : sans le dire ces calculs supposent la Vitesse d'Éjection constante, ce qui est une aberration s'agissant de nos fusées à eau.

Je m'en suis expliqué il y a des années dans l'onglet "Discussion" et personne n'a rien changé depuis !

Voici, tirée de l'étude sus-nommée, la courbe (en bleu) montrant l'optimum du quota d'eau selon la pression initiale :

Image

Accessoirement, on remarque (courbe rouge) que la Vitesse de Fin de propulsion est quasi proportionnelle à la Pression initiale...

Amicalement,
Bernard
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