II.2.3. Formules utilisés pour la
détermination des principaux paramètres
En vue de connaitre les performances du moteur en fonction des
carburants préparés, une série de tests a
été menée sur le banc d'essai dont nous venons de
présenter les principaux constituants. L'appareillage à notre
disposition nous a permis de ne connaître que le couple, le débit
du combustible et la vitesse de rotation. Pour ce qui est de la
température à l'échappement, nous n'avons réussi
à la prélever que pour quelques points. Nous allons donc nous
contenter de ces trois paramètres pour déduire les autres
paramètres utiles à notre étude, grâce à
quelques formules.
a) Le couple
Sur le frein on mesure la valeur de la résistance que
le frein oppose au moteur. Soit G cette grandeur en kilogramme poids ou
kilogramme force (kgp ou kgf), le couple effectif (Ceff) est alors donné
en Newton mettre (Nm) par :
Ceff = GX gX L (II.4)
Où g : l'accélération de la pesanteur (g
= 9,81 m/s)
L : le bras de levier (L = 0,7166 m) (Kazadi 2015)
Pour obtenir des meilleurs résultats, nous avons
effectué plusieurs mesures à chaque point. Ainsi, nous
utiliserons des valeurs moyennes et la notation de chaque paramètre
devra être surmontée d'une barre. Mais pour simplifier les
expressions nous les
garderons sans barres (on notera par exemple Ceff au
lieu de Ceff )
b)
?? =
??×5.10-2× 3600
??
??
(II.9)
28
Puissance effective
La puissance effective du moteur, est celle
disponible à l'arbre (vilebrequin). Elle est donnée par
:
???????? = ???????? × ?? ???????? ??= 2????
60
|
(II.5)
|
|
où ?? : vitesse angulaire (rad/s) n : vitesse de
rotation (tr/min) Ce qui peut encore s'écrire :
???????? ×2????
???????? = (II.6)
60×1000
Où Peff : puissance effectif (kW) et le facteur 1000
permet la conversion de la puissance du Watt en kilowatt
c) Consommation du carburant
La burette placée en amont du dispositif
d'alimentation du moteur en carburant permet de connaitre le volume de
carburant consommé pendant un temps (??) donné. Ainsi,
grâce à cette burette et un chronomètre, on arrive à
trouver le débit volumique pour en déduire le débit
massique et la consommation.
· Le débit volumique est donné par :
|
???? =
|
?? (II.7)
??
|
|
Où ????: débit volumique
(m3/s)
?? : Volume de la burette (?? = 5.10-5
??3) ??: temps (s)
· Le débit massique est donné par :
????? = ??× ???? (II.8)
Où ????? :
débit massique du combustible (kg/s)
?? : la masse volumique du combustible (kg/
m3)
En mettant II.7 dans II.8, on peut réécrire le
débit massique tout en le portant en [g/h] :
·
29
La consommation spécifique
La consommation spécifique est la quantité de
combustible nécessaire pour produire une énergie de 1
kWh. Elle est une grandeur importante dans la caractérisation d'un
moteur. Elle est donnée par :
?????
????= (II.10)
????????
Où ????: Consommation spécifique
(g/kWh)
d) Rendement du moteur
Le rendement effectif moyen du moteur est donné par :
?????? ?? (II.11)
???????? = ??????×????
Où ????????: rendement du moteur
??????: Pouvoir énergétique inferieur
(kJ/kg)
e) Evaluation des écarts entre différents
combustibles
Pour évaluer en pourcentage la variation d'un
paramètre Z et ainsi dégager l'écart
observé entre un combustible donné i et un combustible
de référence pris dans les mêmes conditions de
fonctionnement, nous utiliserons la relation suivante :
????é??-?? ??
??? = × 100 (II.12)
????é??
???: ?????????????????? ???? ??????????è?????? ?? (?? =
???????? , ?? ??????, ... )
????é??: ??????????è?????? ?? ????
?????????????????????? ???? ??é??é??????????
????: ??????????è?????? ?? ???? ?????????????????????? ??
(?? = ??10, ??15)
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