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    La cavitation?

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    bertrand78

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    La cavitation?

    Message  bertrand78 le Jeu 7 Oct 2010 - 17:55

    Bonjour à tous.
    Quelqu'un peut-il m'expliquer ce qu'est la cavitation.
    Je vois que pour un moteur avec un type de batterie on a un temps de navigation théorique et qu'en tenant compte de la cavitation ce temps est réduit.
    Merci de m'éclairer la dessus.

    Bertrand
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    albertus

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    Re: La cavitation?

    Message  albertus le Jeu 7 Oct 2010 - 18:35

    hello
    Je ne sais pas si cela réduit la durée de navigation, mais cela réduit les performances des hélices.
    fais une recherche sur
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Cavitation
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    Acetronics

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    Re: La cavitation?

    Message  Acetronics le Jeu 7 Oct 2010 - 19:21

    bertrand78 a écrit:Bonjour à tous.
    Quelqu'un peut-il m'expliquer ce qu'est la cavitation.
    Je vois que pour un moteur avec un type de batterie on a un temps de navigation théorique et qu'en tenant compte de la cavitation ce temps est réduit.
    Merci de m'éclairer la dessus.

    Bertrand

    Bertrand

    l'énergie dissipée par le passage en régime de cavitation me semble bien ridicule ( restons raisonnables ... Rolling Eyes ) ... donc la durée d'utilisation ne devrait pas s'en ressentir beaucoup.

    la distance parcourue, elle , devrait se ressentir de la dégradation sensible des perfos de l'hélice ...

    maintenant, en poussant le raisonnement ... ça devrait consommer moins si on brasse moins d'eau et plus de vapeur ... non ???

    Alain

    bertrand78

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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Jeu 7 Oct 2010 - 19:37

    Pourtant c'est ce qu'ils dise sur ce site: http://users.telenet.be/h-consult/model/motorKeuze.htm
    Si on prend un moteur type 448 bb race 7.2 avec un accus de 1.7 Ah, sans la "cavitation" et "pertes" on a 12 min et avec cavitation et pertes
    on a 8 mn.
    Il en est de même pour la vitesse ici: http://users.telenet.be/h-consult/model/schroefSlip.htm
    Si on prend un moteur à 27000 t/m et une hélice 2 p 36mm on peut aller de 81 km sans cavitation à 64 km avec 20% de cavitation.
    Comment interpréter tout ça?

    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Jeu 7 Oct 2010 - 20:15

    Hello

    Acetronics a dit :
    maintenant, en poussant le raisonnement ... ça devrait consommer moins si on brasse moins d'eau et plus de vapeur ... non ???

    Moi je serais plutôt d'accord avec lui. Si l'hélice bat des blancs d'oeuf le moteur consomme rien tongue

    La perte de vitesse est normale avec de la cavitation car évidement si tu cavites ton helice est moins performante et ça s'en ressent sur la vitesse du bateau.

    Mais que la consomation augmente à cause de la cavitation ça me semble bizarre

    Ceci dit ça n'est pas parce que c'est sur le net que c'est parole d'évangile, il faudrait voir les formules appliquées sur ce site, leur provenance et leur véracité.

    Et puis d'ailleurs j'ai juste jeté un coup d'oeil au site mais je n'ai pas fait de simulation sur un exemple ... est-ce vraiment ce qu'il en ressort ?

    A+ Xtian


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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Jeu 7 Oct 2010 - 20:24

    Re moi

    En regardant de près le site, les phrases exactes sont

    Temps de vol ou de navigation théorique : 18.99 min
    Tenant compte de la cavitation et des pertes : 13.29 min


    le premier mot important est le temps théorique en faisant simplement les calculs de puissance tandis que l'autre mot important le temps en tenant compte des pertes : principalement par frottements, mais si la cavitation a une importance dans la vitesse elle n'en a pas à mon avis pas sur le temps de navigation.

    A+ Xtian


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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Jeu 7 Oct 2010 - 20:43

    J'avais bien vu le mot "perte" et j'ai bien compris que c'est ce qui est le plus important mais je voulais comprendre ce qu'était la cavitation et l'importance de
    ce phénomène.
    Donc pour des bateaux peu rapides il y a pas de cavitation et donc ce ne sont que les autres pertes qui peuvent interférer.
    Merci pour votre aide .

    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Jeu 7 Oct 2010 - 22:59



    Ces calculs avec pertes ne sont qu'approximatifs, je dirais même qu'ils ne veulent rien dire, comment peut-il savoir si ton montage est merdouilleux ou presque parfait ...

    Bref ça me fait bien marrer le 13,29 minutes de l'exemple sur lequel je suis tombé ! En plus on dirait un horaire SNCF avec les trains qui arrivent toujours à 09h57 ou à 22h27 ... jamais à 10h00 ou 22h30

    La cavitation ne dépend pas de la vitesse du bateau mais de la vitesse de l'hélice, un bateau lent peut avoir son hélice qui cavite, et inversement ...

    A+ Xtian



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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Ven 8 Oct 2010 - 6:22

    Oui donc une hélice qui tourne à 11000 t/m va faire moins de cavitation qu'une hélice tournant à 27000 t/m car moins de dépression.
    C'est bien ça?
    Et donc il vaut mieux un hélice lente et grosse plutôt qu'une hélice rapide et petite?

    Bertrand

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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Ven 8 Oct 2010 - 6:53

    Coucou c'est encore moi.

    J'ai encore une question. Après tout le forum est fait pour ça grâce aux connaissance de chacun.

    Sur les bateaux de vitesse les hélices sont semi-immergées.
    Qu’apporte cette solution par rapport à une hélice totalement immergée?

    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  bebert38 le Ven 8 Oct 2010 - 7:36



    Et donc il vaut mieux un hélice lente et grosse plutôt qu'une hélice rapide et petite?

    Pas tout-à-fait. Ce qui compte c'est la vitesse ( en métre par seconde ) de l'extrémité de la pale. Si une hélice de 2 cm qui tourne à 20000 t/mn cavite, une hélice identique de 4 cm qui tourne à 10000 t/mn cavitera aussi.

    La forme intervient aussi: une hélice bien profilée aura moins tendance à caviter qu'une hélice simplement découpée dans une plaque ( comme celles fournies dans certains kits ).

    Les pales en sabre des sous-marins sont sans doute destinées à limiter la cavitation, donc le bruit.
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    Re: La cavitation?

    Message  albertus le Ven 8 Oct 2010 - 8:00

    Sur les bateaux de vitesse les hélices sont semi-immergées.
    oui, mais ce ne sont pas les mêmes hélices !

    bertrand78

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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Ven 8 Oct 2010 - 11:43

    Ok pour la cavitation.

    Albertus, tu me dis que ce ne sont pas les mêmes hélices: d'accord mais si on prend mon rhode island (voir la photo) bon c'est un yatch.
    Mon hélice est totalement immergée, et si je modifiait de façon à ce qu'elle soit semi-immergée que se passerait-il sachant que c'est une hélice de vitesse?
    Cela changerai surement le comportement du bateau mais encore?

    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Ven 8 Oct 2010 - 15:00

    Hello

    Il y a une différence entre une hélice qui cavite et une hélice semi-immergée, pour les secondes, le principe est proche des hydrojets : c'est un principe de réaction (comme les moteurs d'avion) et on parle alors de masse de produit éjecté dans un milieu qui a une masse moindre.

    Un hydrojet qui ejecterait son eau dans l'eau fonctionnerait beaucoup moins bien, pareil pour les hélices semi-immergée qui ejectent leur eau dans l'air provoquant une réaction (toujours comme le moteur d'avion)

    La cavitation c'est différent, c'est provoquée par une dépression sur la face avant de l'hélice et le presque vide qui est créé fait que l'eau se met à bouillir et se transforme en vapeur : l'hélice ne bat plus dans rien du tout ...

    Maintenant pour ton canot il faut voir ce que tu veux, il ne s'agit pas d'un foudre de guerre, en tout cas pas un bateau de vitesse pur, on ne parle pas ici d'hélice semi-immergée, pas plus de cavitation.

    Pour ton bateau un bon choix de diamètre d'hélice (ni grande ni petite) un soin particulier pour éviter les pertes mécanique de ton montage et une attention au poids feront qu'il ira plus vite et plus longtemps. l'utilisation des formules sur le site que tu donnes ne sont que des exemples

    A+ Xtian


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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Ven 8 Oct 2010 - 16:21

    Je ne pose pas toutes ces questions pour modifier quoi que ce soit sur mon bateau.Il s'agit d'un model de chez GRA..... sur lequel tout était déjà parfaitement
    aligné.J'ai juste changé le moteur qui avait chauffer car pas refroidi. Le moteur étant encastré dans la coque j'ai remis un moteur de plus petit diamètre(type 480)
    pour y mètre un refroidissement et une hélice de diam. 36 pour une coque de 76 cm et 1.5kg et tout va pour le mieux.
    Je cherche juste à comprendre "COMMENT ÇA MARCHE" et pourquoi "COMME ÇA ET PAS COMME ÇA".
    je ne cherche pas la vitesse sinon j'aurais acheter autre chose mais j'ai vu des collègues sur l'étant d'or à Rambouillet
    qui avaient des hydrojets tournant à plus de 80 kh.
    Personnellement je préfère la fiabilité pour ne pas avoir à emmener mon pneumatique.
    En tout cas Xtian, merci pour toutes ces explications sur la cavitation et le semi-immergé.

    A+

    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  bebert38 le Ven 8 Oct 2010 - 19:56




    La cavitation c'est différent, c'est provoquée par une dépression sur la face avant de l'hélice

    T'es sûr? Il me semble que sur la face avant, on aurait plutôt une zône de surpression.
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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Ven 8 Oct 2010 - 20:13

    Hello

    Bin oui, la dépression est bien sur l'avant de l'hélice et la pression sur l'arrière sinon ça n'avance pas ! Ne pas oublier que c'est l'hélice qui fait avancer le bateau tongue Et pas l'avancement qui créé les pressions et dépressions

    A+ Xtian

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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Ven 8 Oct 2010 - 20:41

    Pour info voir ici
    http://www.cerimes.fr/la-banque-dimages/simulation-de-phenomenes-de-cavitation.html
    C'est bien a l'arrière de l'hélice.

    A+

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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Ven 8 Oct 2010 - 21:40

    Mais bin sûr que non en bassin de carène ça n'est pas l'hélice qui fait avancer l'eau c'est l'eau qui avance sur une pale fixe ... Evidement la cavitation a lieu coté dépression.

    Je reviendrais pas sur mon pédigrée complet mais mes études sont en architecture navale et j'ai commencé ma carrière dans un bassin de carène ...

    Réfléchissez juste un peu : l'hélice faisant avancer le bateau sa face avant "attire" l'eau, la face arrière "ejecte" l'eau. Lorsque l'on "attire" on fait une dépression, lorsque l'on "rejète" on fait une pression

    La cavitation a lieu coté dépression et vient du fait que dans le vide l'eau se met à bouillir et des bulles se forment qui implosent lorsque la pression redevient normale c'està dire à la frange les deux surfaces dépression devant - pression derrière, les bulles implose dans cette limite et détruise l'hélice à force.

    Il n'y a donc que pour les hélices que la cavitation est crée sur la face car elles sont motrices et créent une dépression sur l'avant (c'est ça qui fait avancer le bateau). Pour un safran ou toute autre structure "passive" la cavitation aura lieu derrière, comme c'est d'ailleurs le cas pour la pale fixe dans l'exemple du lien vidéo. On retrouve un peu de cavitation au centre des hélices au niveau de la noix mais des solutions sont connues depuis longtemps.

    A+ Xtian

    PS : cherchant une photo d'exemple de cavitation sur hélice je suis tombé sur ce site et suis tout à fait d'accord avec tout ce qu'il dit http://www.bateaushop.com/tohatsu/helice/calcul.htm

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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Ven 8 Oct 2010 - 22:43

    "La Cavitation : Ce phénomène a lieu lorsque la pale ne reçoit plus un flux "d'eau propre", c'est à dire que l'écoulement des molécules d'eau passe d'un état dit laminaire en un état dit turbulent. Les microbulles d'air se retrouvent alors prisonnières entre la pale et la pression extérieure des filets d'eau. Tant que ces conditions restent identiques, le stockage des bulles d'air s'effectue jusqu'au décrochage (moment où la pale ne visse plus dans l'eau mais dans l'air) complet de la pale."

    Ouai.

    En résumé: la cavitation n'est pas la traînée de bulle située derrière l'hélice mais ce sont les bulles prisonnières sur la surface extrême de l'hélice.

    C'est bien ça?
    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Ven 8 Oct 2010 - 23:00

    la surface extrème de l'hélice ne veut pas dire grand chose, les bulles sont prisonnières sur la face avant ou extrados, ensuite elles implosent en passant vers l'arrière.

    Dans l'exemple du site http://www.bateaushop.com/tohatsu/helice/calcul.htm et alors qu'ici les hélices travaillent vraiment dans le bassin de carène - pas seulement juste une pale fixe qui subit un écoulement - on voit bien sur cette photo



    que la face avant de la pale se retrouve couverte d'une tapis d'air et l'hélice "bat des oeufs". Les bulles qui se retrouvent dans la trainée se sont détachées des pales mais la créations de ces bulles provient de l'avant de des pales.

    Il y a plusieurs raisons à la cavitation et ce flux pertubé peux venir des formes de coque, de l'arrivée d'air de surface, de survitesse ...

    A+ Xtian
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    Re: La cavitation?

    Message  bebert38 le Ven 8 Oct 2010 - 23:27



    j'avais mal interprété la phrase en me basant sur le sens de rotation: pour moi, l'avant de l'hélice correspondait au bord d'attaque.

    En se basant sur le déplacement du bateau,l'hélice aspire bien de l'avant( dépression ) et refoule vers l'arriére (surpression).

    C'est visible sur les photos du site indiqué.

    Par contre, je suis moins convaincu par la "dégradation chimique" qui provoque des "bulles d'air". Bien sur, il y a des gaz dissous dans l'eau , mais cela voudrait dire qu'il n'y a pas de cavitation dans l'eau distillée. Ce ne sont pas seulement quelques bulles d'air, mais surtout de l'eau, sous forme de vapeur.
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    Re: La cavitation?

    Message  xtian29 le Sam 9 Oct 2010 - 0:23



    On ne parle pas de gaz dissous dans l'eau à propos de la dégradation chimique mais simplement il y a dégradation chimique de l'eau elle-meêm car celle-ci est formée de H2O (1 hydrogène pour 2 oxygène) et ils se séparent sous l'effet de la dépression (en fait l'eau se met à bouillir) et forment des bulles de gaz comme dans une casserrole d'eau sur le feu. Avec de l'eau distillée ce serait exactement pareil

    A+ Xtian

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    Re: La cavitation?

    Message  bertrand78 le Sam 9 Oct 2010 - 7:24

    Ok pour l'avant car l'avant de l'hélice aspire l'eau donc dépression et l'arrière de l'hélice pousse l'eau donc pression.
    Est-ce qu'une hélice qui est plus proche de la surface de l'eau (sans être semi-immergée) à plus de chance de caviter qu'une hélice bien en dessous de la coque? (pour une même hélice et à la même vitesse de rotation)
    Et est-ce parce que les sous-marin on l'hélice dans le prolongement de leur coque qu'ils de plus de risque de caviter?

    A+

    Bertrand
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    Re: La cavitation?

    Message  bebert38 le Sam 9 Oct 2010 - 9:37



    Il n'y a pas de séparation chimique des éléments hydrogène et oxygène!
    Cette séparation réclame beaucoup d'énergie et se fait en cassant les liaisons soit par électolyse, soit par cracking à haute température.

    Dans le cas de la casserole chauffée ou l'ébullition sous vide ( cas le la cavitation ), les bulles sont constituées de vapeur d'eau. C'est du gaz, mais cela reste de l'eau, qui va d'ailleurs rapidement redevenir de l'eau liquide.
    Il en est de même pour l'évaporation naturelle: eau liquide > vapeur > nuages > pluie ( surtout en Bretagne, comme dirait CNN )

    Modification physique OK, mais pas chimique.

    Pour la question de Bertrand, si l'hélice est très proche de la surface, il peut se produire un entrainement de l'air par les mouvement de l'eau, mais il ne s'agit pas alors de cavitation.

    Mais la profondeur joue un rôle dans la cavitation. Celle-ci se produit lorsque la pression passe en dessous de la pression de vapeur. Une hélice proche de la surface est a une pression de 1 bar absolu, mais 10 mètres plus bas la pression du milieu est de 2 bars absolus. La cavitation n'apparaitra que pour une vitesse de rotation supérieure.

    C'est du moins mon raisonnement. A priori, une hélice de sous-marin en immersion profonde ne devrait pas caviter.

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