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Quid de la température sous le BC de la sole ???

Construction et utilisation du four à pain. C'est ici que vous pouvez poser vos questions. Vous y trouverez aussi des liens vers des sites concernant la construction de fours à pain,ainsi que les photos de construction des fours des membres du forum

Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fredester » Dim Déc 20, 2015 17:56

Je reprends donc le sujet de l'autre forum
ajout Fran : liens par ici pour les curieux
Fredester a écrit:un sujet récent nous interpelle , aussi je m'adresse à vous pour avoir des données qui pourraient aiguiller les constructions de nos fours vers d'autres techniques.
Je m'explique : actuellement le grand classique de la construction d'un four à bois est le suivant ( en partant du foyer vers le sol , je vous donne les constituants et leurs épaisseurs moyennes )
=> Masse thermique : briques en terre cuite ( parfois réfractaire ) : 5cm
=> sable de ragréage : 1cm
=> Isolant : béton cellulaire : 15 cm
=> Support : dalle de béton armée de 10cm qui en général repose sur des jambages .

Et ça marche très bien , cependant certains d'entre nous ont des contraintes de poids et voudraient changer le support pour un support en bois type solive de charpente ( bois résineux en général ) + ou - plancher .

Les questions que nous nous posons sont donc les suivantes : avec des températures qui peuvent monter , dans nos four , à près de 600°C et des chauffes de 2 heures en moyenne qu'elle sera la température sur la face inférieure de l'isolant?
En d'autres termes est ce que la charpente risque de se consumer voir de s'enflammer ?
Quelle épaisseur de béton cellulaire faudrait t'il : 15cm suffisent , 20cm , 30cm ?


RomVi a écrit:Bonsoir Fredester

J'ai effectué la simulation sur quickfield, que tu peux télécharger ici : http://quickfield.com/fr/
Il faut prendre la version étudiant, qui est limitée à 255 nœuds (des "mesh" en anglais dans le logiciel), mais qui reste parfaitement fonctionnelle sur des problèmes simples comme celui ci.

Au début la prise en main peut sembler déroutante, mais en réalité ce n’est pas très compliqué. Il suffit d'ouvrir la simulation que j'ai déjà construite disponible dans le fichier zippé (il faut ouvrir le fichier .pbm).

Dans la partie "geometry" tu trouvera la représentation de la sole. Sur le dessin celle ci est représenté en coupe, il faut imaginer que la totalité du dessin "tourne" autour de l'axe en bas. Je ne sais pas si c’est très clair... Le dessin est tourné de 90° par rapport à la réalité, la partie exposée au foyer st la plus à droite.

Pour accéder aux caractéristiques des matériaux il faut aller dans la partie "block labels". Un double click sur chaque block permet d’éditer les données.
La partie "edge label" permet de configurer les conditions de bord, j'ai configuré une chauffe de 0 à 600°C sur 2h, puis une décroissance sur 10h. De l'autre coté j'ai spécifié une dissipation standard.
Les températures correspondent à la différence par rapport à l’ambiant, il ne s'agit pas de la température réelle en kelvin.

Pour lancer la simulation il faut cliquer sur le "=" vert en haut.
Sur le résultat de simulation pour voir l'évolution de la température en un point il faut sélectionner l'outil qui ressemble à une souris :
Tu cliques sur un point de la géométrie, un click droit, et tu sélectionnes "time plot".

Je t'invites bien sur à tester les différents menus pour découvrir les fonctions. Si tu as besoin de renseignements supplémentaires n'hésites pas à me recontacter.

Cordialement.

Fichier que j'ai ouvert dans le logiciel cité .... :!camoufle:
Bon heureusement que RomVi m'a guidé
Ce qui donne quand même des températures pouvant atteindre les 180° de plus que la température ambiante au moment le plus chaud , je m'affole et le recontacte ... décision prise qu'il viendra lui même sur le forum , du coup moi :joker:

Pour l'autre scientifique ( que l'on nommera Le Professeur de Fisique Rédactionnelle => LPFR :wink: ) nous laisse donc un autre mode de calcul qui est plus maximaliste que celui de RomVi , mais qui paradoxalement donne des températures moindres
LPFR a écrit:Bonjour.
Les calculs ne peuvent être qu’approchés car la convection joue un rôle primordial aussi bien dans le four que dans la surface la plus basse. De plus les caractéristiques des matériaux peuvent différer suivant les sources.
On simplifie le problème en considérant que les dimensions la surface du four et du reste sont très grandes devant l’épaisseur de du revêtement total. De même on suppose que la surface la plus basse flotte dans l’air (on néglige la surface des supports en bois).

La puissance par unité de surface qui traverse une couche de matériau est :
P/S = C.ΔT/e
où C est la conductibilité thermique (en W/(m.°C))
On peut remplacer C par 1/R où R est la résistivité thermique.
Ici c’est la différence de température à travers une couche qui nous intéresse :
ΔT = (e/C). P/S ou e.R. (P/S)
J’ai trouvé ces valeurs de C :
Brique : 1 W/(m.°C)
Sable : 0,2
Béton cellulaire : 0,12

Avec cela on obtient les ΔT suivants (dans l’ordre) :
ΔT = 0,05 (P/S)
ΔT = 0,05 (P/S)
ΔT = 0,75 (P/S)
Donc, la différence de température entre le four et le bas des couches sera la somme :
Tf – T1 = ΔT = 0,85 (P/S) (a)

Il reste la transmission de chaleur entre le bas des couches et l’air.
Cela se fait par convection. Le coeficient de convection pour une couche horizontale en bas de l’objet est 7 W/(m.°C).
Donc pour ce dernier ΔT on a :
T1 – Tamb = (1/7) (P/S) (b)
On élimine (P/S) des équations (a) et (b) :
(Tf-T1)/(T1-Tamb)=0.85x7=5

Avec une température du four à 600° et la température ambiante à 25°C je trouve que T1 = 100 °C.
Cela veut dire que l’on peut utiliser du bois sans crainte. Mais à condition que la surface d’appui soit faible comparée à la surface totale de la base, pour ne pas empêcher la convection.
Au revoir.

Il m'explique ensuite de façon un peu condescendante que la relation entre 5 ( résultat de son équation ) et 100° c'est le 1/6eme de 600° ...
Par contre j'ai toujours pas compris c'est
Le coeficient de convection pour une couche horizontale en bas de l’objet est 7 W/(m.°C)
??? c'est une donnée physique ?

Enfin voilà où on en est , le smilblik avance quand même :wink:
Et maintenant que RomVi connait toute la problématique et semble plus abordable que LPFR , ça devrait le faire :!icon_lol:
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fran » Dim Déc 20, 2015 19:26

salut

on avance , un peu a 4 pattes mais deja quelques infos très .. comment dire? divergentes

rapidement faute d'avoir le logiciel en main :
les 600° ne sont pas pertinentes , en effet si ces température la sont bien atteinte dans le four , c'est au contact avec la voute , pas sur la sole de plus on stop generalement la chauffe ou a mini on la réduit fortement a partir de la pyrolyse (et toujours sur la voute ) c'est ci se fait generalement vers 320° .
la température atteinte sur la sole est rarement supérieur a 300° et c'est plus 260 280° qu'il conviendrai de prendre en compte bien que des accidents de chauffes sont toujours possible ( avec encore d'autres variables a la clef)

bref si on divise la température par 2 , le résultat serait il divise par deux lui aussi ??.

si je suis la version LPFR le calcul est plus globale dans ses calculs , je remarque :
Avec une température du four à 600° et la température ambiante à 25°C je trouve que T1 = 100 °C.


je reprend l'erreur (relative) des 600° , je divise tout par deux :axe_anim: (sauvage) et je retrouve une température qui n'est pas si loin que ça des mesures de Momo ( j'en vois un qui respire :twisted: )

mais précision d'importance :
Mais à condition que la surface d’appui soit faible comparée à la surface totale de la base, pour ne pas empêcher la convection.


Le coefficient de convection pour une couche horizontale en bas de l’objet est 7 W/(m.°C).
c'est si je comprend bien , la capacité d’évacuation de la chaleur dans l'air ambiant par le dessous de la zone chaude , un four dans notre cas . c'est plus une donnée résumée a mon avis

et 100° c'est le 1/6eme de 600° ...


mais j'avais pas fait une réponse un peu du genre , je la retrouve plus , j'y parlais aussi d'utiliser une tôle métallique plutôt que de l'OSB pour faciliter la diffusion sous le support .

perso j'estime qu'il faut reste en dessous des 100° pour garder toujours une certaine humidités dans le support et tenter de lui conserver un minimum ses caractéristiques mais c'est arbitraire la aussi
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fran » Dim Déc 20, 2015 19:32

j'ai retrouver une partie des messages : par ici
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fredester » Dim Déc 20, 2015 21:36

Quelques température du bois en combustion , donc 800°C du lit de braise , que j'ai diminué parce que la chaleur monte plus facilement et que c'est le coeur du bois qui est à cette température.
Dans les inserts ils conseillent de laisser de la cendre , ce n'est pas pour améliorer le fonctionnement , c'est juste pour que la sole de l'insert chauffe moins , en se servant de la cendre comme isolant . Et nous la cendre on la vire à chaque fois en totalité :wink:
Du coup , je ne pense pas qu'au moment de la chauffe on soit beaucoup en dessous des 600°C au niveau de la surface de la sole , après je ne dit pas qu'elle ne refroidie pas rapidement dès que l'on a enlevé la braise .
Dans tout les cas elle pyrolyse , parce que j'y fait cuire la viande en direct et que le gras la fois d'après , après la chauffe a disparu .
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede belphegor » Dim Déc 20, 2015 22:09

Prend des matériaux avec un Lambda plus bas, par exemple dans le Beton Cellulaire Ytong fait des Thermoblocs avec Lambda = 0.08
Moi j'ai mis des thermocouples sous la sole a plusieurs hauteurs j'ai jamais rencontré de températures inquiétantes.
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fran » Lun Déc 21, 2015 07:25

salut

Fredester a écrit:je ne pense pas qu'au moment de la chauffe on soit beaucoup en dessous des 600°C


le température du feu lui même n'est pas importante, l'ensemble du four sole et voute on une température de démarrage de 15° par exemple . on cherche generalement a faire une chauffe sur 2 heures (habituellement constater ) donc la matiere passe de 15 a 300 (arbitrairement) en 2 h . quand la chauffe est fini bien sur on arrête mais la température continue de fuir (perte pour nous ) vers l’extérieure .
c'est sur cette fuite qu'il faut travailler pour avoir l'info au niveau du support .
si le feu est plus fort , la surface sera plus chaude certes mais la progression ne sera pas si différente
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede RomVi » Lun Déc 21, 2015 22:35

Bonjour à tous

J'ai commencé à faire une feuille Excel pour répondre à vos besoins, je pense que la prise en main sera plus simple dans un 1er temps. Dès que c'est fait je reviens vous en dire plus.
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fredester » Lun Déc 21, 2015 22:47

Tu es prof ? si oui , fait le faire à tes étudiants :!2214_em2:
Dernière édition par Fredester le Dim Déc 27, 2015 11:44, édité 1 fois.
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fran » Dim Déc 27, 2015 11:08

salut

je viens de reprendre la simulation et je pense que tel que elle n'est pas représentative de ce qui se passe (mais c'est normale pour une 1ere approche)
même si j'ai pas tout compris , j'ai remarque que la chaleur ne faisait que traverse le montage alors que elle devrait rentrée par la sole a la chauffe et se rediffuser par la sole dans le four et vers l’extérieur pas l'isolation a la fin de la chauffe.
donc deux étape dans la simulation .
la , la simulation vers t=36000 , la température est pratiquement uniforme dans toute la masse . pas trop logique a mon idée .
en tournant le modèle de 90° ça semble pas mieux

dans les deux cas , a un moment la température est très (trop) élevée

maintenant j'ai certainement zapper quelque chose
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fredester » Dim Déc 27, 2015 12:37

Bon , je vais vous faire part des courbes que je trouve sur le logiciel de RomVi , par contre il faudra son aval pour voir si j'ai pas fait de bêtises et dit de conneries :!icon_lol:
Je pars sur un postulat de température de la sole à 600°C en fin de chauffe pour une chauffe de 2h , puis retrait du feu et descente en température sur 10h

Exemple 1 = Image et les courbes que me donne le logiciel aux différents points Image
Il faut savoir que le temps est en seconde et que les températures sont à majorer de la température ambiante donc si il y a marqué 100°C sur la courbe et qu'il fait 25°C autour de votre four , la température au point donné sera de 125°C
Que nous disent les courbes : que au point 5 la température max monte à 75°C au dessus de la température ambiante => je pense que c'est trop chaud pour le bois
D'autant que la température du fournil va monter aussi , et que sous la sole ça va devenir de plus en plus chaud

Exemple 2 = Image => Image
Bon on se doutait que plus le BC serait épais , meilleure serait l'isolation = > Là au point 5 on a en température max 50°C et la problématique de la température ambiante reste la même
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fran » Dim Déc 27, 2015 15:03

salut

Fredester a écrit: température de la sole à 600°C en fin de chauffe

deja pas d'accord , avec la mesure , si on est bien a plus de 300° , on est bien loin des 600° ( pas la valeur exact faute de mesure mais on(je) passe en dessous des 300 très vite a la fin de chauffe ) .
de plus la température monte pendant la chauffe et commence a se diffuser même si c'est faible dans l'exemple je comprend (par erreur) une chaleur de 600 en contact avec la sole a temps 0 .
la chauffe serait plus a prendre sous forme d'apport de flux thermique que "bloc de chaleur"

Fredester a écrit:D'autant que la température du fournil va monter aussi

la convection sous le four est faible et la température vas vite montée et plus encore suivant celle du fournil

un autre truc me gêne , on parle de ° Kelvin avec ce programme donc 273.15° plus bas que les ° Centigrade on se fait facilement avoir
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede jean(fil de masse) » Dim Déc 27, 2015 15:52

:smiley242: :comeandgetsome: :joker: Trop compliqué pour moi ,j'abandonne. :dejaout: :dejaout: :dejaout:


Le réfractaire ,

n'est pas nécessaire

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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Fredester » Dim Déc 27, 2015 17:11

Pour la température , à priori ça ne gène pas puisque on raisonne en écart de température ( effectivement , on part de 0°K pour arriver à 600 ) , c'est pour ça que j'ai bien précisé qu'il fallait ajouter la température ambiante .
Ensuite RomVi a modélisé la montée en température de 0 à 600 sur 2h et la descente sur 10h

Comme je l'ai dit plus haut , j'ai pris pour température 600°C qui est moins haut que la braise ( entre 800 et 1000°C ) parce que je pense qu'à l'instant T le plus chaud de notre chauffe la sole subit cette température là ( j'enlève 200°C parce qu'il y a quand même l'isolation de la cendre qui se trouve sous la braise ).
Dans la modélisation c'est bien la partie au dessus de la sole qui est à 600°C .
petit tableau récap des température les plus hautes obtenues sur les schéma que j'ai affiché

BC en 20 cmtempérature max au dessus de la température ambiantemomenttempérature au dessus de la température ambiante au bout de 20h
point 1, point haut de la brique565°C2h0°C
point 2 , point bas de la brique420°C4h205°C
point 3 , point haut du BC400°C4h455°C
point 4 , milieu du BC , soit à 10cm130°C9h1035°C
point 5 , point bas du BC50°C11h4025°C


BC en 15 cmtempérature max au dessus de la température ambiantemomenttempérature au dessus de la température ambiante au bout de 20h
point 1, point haut de la brique580°C2h0°C
point 2 , point bas de la brique425°C4h105°C
point 3 , point haut du BC420°C4h405°C
point 4 , milieu du BC , soit à 7,5cm175°C8h20°C
point 5 , point bas du BC75°C9h4518°C
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede RomVi » Lun Déc 28, 2015 00:16

Bonjour à tous

Désolé pour ma faible participation à ce sujet, mais avec les fêtes je ne trouve pas beaucoup le temps pour intervenir, mais je me rattraperai l'année prochaine ;)
En ce qui concerne les résultats présentés par Fred comme souligné plus haut il ne s'agit pas d'une mesure en degrés K mais d'une différence de température.
Le programme de chauffe en surface de sole que j'ai configuré n'est peut être pas adapté, à vous d'en discuter. Il suffira alors de le modifier si vous avez des relevés. Il s'agit de la température de surface de la sole, donc c’est indépendant de ce qui se passe au dessus (à travers la voute), même si cette température en dépend bien évidement.
J'ai également négligé les effets de conduction d'un éventuel support, mais cet effet devrait être négligeable.

Fred : Pourrais tu me renvoyer la simu que tu as modifiée en remplaçant le béton armé par du bois ?
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Re: Quid de la température sous le BC de la sole ???

Messagede Momo » Lun Déc 28, 2015 00:29

Salut,

Je vais reprendre les chauffes demain normalement.

je vais en profiter pour faire des relevés de t°

a+
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