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 ?
Fichier que j'ai ouvert dans le logiciel cité ....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.
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
Pour l'autre scientifique ( que l'on nommera Le Professeur de Fisique Rédactionnelle => LPFR ) nous laisse donc un autre mode de calcul qui est plus maximaliste que celui de RomVi , mais qui paradoxalement donne des températures moindres
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° ...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.
Par contre j'ai toujours pas compris c'est
??? c'est une donnée physique ?Le coeficient de convection pour une couche horizontale en bas de l’objet est 7 W/(m.°C)
Enfin voilà où on en est , le smilblik avance quand même
Et maintenant que RomVi connait toute la problématique et semble plus abordable que LPFR , ça devrait le faire