COURS Energétique ENERGETIQUE Objectifs pédagogiques : Pour un système, la quantification des flux énergétiques étant fournie : • Tracer un diagramme de flux d’énergie, • Calculer le rendement global de tout ou partie du système. I. Support d’étude : Portail FAAC : L’opérateur électro-hydraulique permet, à partir d’une source d’énergie électrique, de manœuvrer un portail. Il se présente sous la forme d’un groupe monobloc comprnant un moteur électrique monophasé à deux sens de rotation, une pompe hydraulique à engrenage intérieur, et un vérin dont la tige est liée par on extrémité au vantail à manœuvrer. Un bloc hydraulique interposé entre la pompe et le vérin permet de gérer la circulation des flux d’huile (alimentation du vérin, retour au réservoir). Pompe Organes d’assemblage ramenés dans le plan de coupe Moteur électrique Vérin Bloc hydraulique II. Diagramme de flux d’énergie : Energie mécanique (de rotation) Energie électrique Moteur Energie hydraulique Bloc hydraulique Pompe 1 2 Energie mécanique (de translation) Energie hydraulique Vérin 4 3 III. Notion de puissance : La puissance définit le débit d’énergie. III-1. Moteur électrique : Energie TRANSFORMER L’ENERGIE Energie mécanique (de rotation) électrique Moteur Page - 1/3 COURS Energétique Puissance d’entrée : P1e = U × I Puissance électrique Watt (W) Intensité (A) Tension (V) Puissance de sortie : P1s = C × ω Puissance développée par un couple Watt (W) Vitesse angulaire (rad/s) Couple (N.m) III-2. Pompe : Energie Energie TRANSFORMER L’ENERGIE mécanique (de rotation) hydraulique Pompe Puissance d’entrée : P2e = P1s = C × ω Vitesse angulaire (rad/s) Watt (W) Couple (N.m) Puissance de sortie : P2s = Q × ∆p Puissance hydraulique Watt (W) Pression (MPa) Débit (m3/s) III-3. Vérin : Energie TRANSFORMER L’ENERGIE hydraulique Energie mécanique (de translation) Vérin Puissance d’entrée : 1 Pa = 1 N/m2 1 bar = 105 Pa 1 MPa = 106 Pa 1 bar = 10 N/cm2 3 3 0,001 m /s = 1 dm /s = 1 l/s = 1000 cm3/s P4e = Q × ∆p Watt (W) Puissance de sortie : Puissance développée par une force P4s = F × V Watt (W) Force (N) Page - 2/3 Vitesse linéaire (m/s) COURS Energétique IV. Notion de rendement : IV-1. Définition : Le rendement d’une machine est égal au rapport de l’énergie restituée (puissance utile ou puissance en sortie) sur l ‘énergie fournie ou reçue (puissance absorbée ou puissance en entrée) : η= Psortie Prestituée Putile = = Pfournie Pabsorbée Pentrée <1 Modélisation : Pertes Constituants de la chaîne d’énergie Pfournie = Pabsorbée = Pe Ps = Prestituée = Putile Ps = η × Pe IV-2. Application au portail FAAC : IV-2-1. Diagramme de flux d’énergie et de pertes : P1e = U×I Moteur P1s = C×ω = P2e Pompe 1 P2s = Q×∆p = P3e 2 P3s = Q’×∆p’ = P4e Bloc hydraulique Vérin ηbh ηv 4 3 ηp ηm P4s = F×V Pertes : Pertes : Pertes : Pertes : • • • • • • • • • • frottements chaleur P1s = ηm × P1e fuites frottements chaleur P2s = ηp × P2e fuites frottements chaleur P3s = ηbh × P3e fuites frottements P4s = ηv × P4e IV-2-2. Rendement global : P4s = ηm × ηp × ηbh × ηv × P1e ηglobal = ηm × ηp × ηbh × ηv Rendement global du système Page - 3/3