Utilisateur:Goelette Cardabela/Bac à sable/Calculs concernant les guindeaux

Cette page est considérée comme une ébauche à compléter . Si vous possédez quelques connaissances sur le sujet, vous pouvez les partager en éditant dès à présent cette page (en cliquant sur le lien « modifier »).

Ressources suggérées : Aucune (vous pouvez indiquer les ressources que vous suggérez qui pourraient aider d'autres personnes à compléter cette page dans le paramètre « ressources » du modèle^? engendrant ce cadre)

Pour éprouver la capacité d'une batterie de guindeau voici les données

Guindeau Tigre 12 volts pour chaîne de 12 mm

   Moteur 1500 watts
   Consommation : 160 A max
   Force d'arrachage : 1590 kg
   Traction maximum : 1350 kg
   Charge travail maximum : 195 kg
   Vitesse de levage : 14 m/min moyenne
   
   Chaîne de 12 mm, 3,13 kg/m; 3,36 en demi pouce (à vérifier)

Calcul par l'énergie potentielle

 1 joule = l'énergie requise pour élever un objet de 100 grammes d'un mètre dans le champ de pesanteur terrestre^[1] (100 grammes pèse 0,981 kg)

Exemple :

 Imaginons élever une masse quarante fois plus importante sur une hauteur de 50 mètres dans le champ de pesanteur terrestre (hors d'eau) :
 
   100*40=4000 grammes (39,24 kgp) sur 50 mètres de hauteur, cela fait 40 * 1 joule multiplié par 50 mètres cela fait 2000 joules.
   Si on élève cet objet pendant 40 secondes il nous faudra disposer d'une puissance de 2000/40=50 joules par seconde ou 50 watts pendant 40 secondes
   L'intensité du courant vaut I(ampères)=P(watts)/U(volts) pour une batterie de 12,5 volts on aura une intensité de 4 ampères
   Le prélèvement sur la capacité de la batterie sera de 4 ampères pendant 40 secondes soit 160 ampères-secondes ou 160/3600=0,0444 Ah

 Élever un poids de 39,24 kg sur une hauteur de 50 mètres équivaut à un prélèvement de capacité de 0,0444 Ah pour une batterie 12,5 volts.

50 m de chaîne de 12 mm à l’aplomb et ancre 40 kg^(poids)

Conditions du calcul: chaîne de 12 mouillée : 2,83 kg/m dans l'eau^[2] et l'ancre mouillée pèse 35 kg; Poids de l'ensemble : 2,83 * 50 + 35 = 176,5 kg; L’énergie potentielle de cet ensemble vaut ((2,83*50/2)+35)*50 = 5287,5 Joules (le centre de gravité de la chaîne est à 25m)

Epp = 5 287,5 joules

Rappel 1 J/s = 1 watt

5287,5 joules/s = 5287,5 watts; sous 12 volts cela fait 5287,5/12=440,625 ampères-seconde (pendant une seule seconde). la conversion en ampère-heure est 440,625/3600=0,122 Ah

Capacité de batterie consommée c = 0,122 Ah quelque soit la durée de la remontée

50 m de chaîne de 12 mm par dix mètres de fond

Énergie nécessaire pour remonter de 11,5 mètres un ancrage par 10 m de fond avec une chaîne de 12 mm de longueur 50 mètres

énergie (Epp en joules) = force (kgf ou poids en kg) * hauteur (mètres)^[3]

On a 38,5 m de chaîne au fond et 11,5 mètres du fond jusqu'au davier (il se trouve à 1,5 m au dessus de la flottaison)

epp de la chaîne au fond (2,83*38,5)*11,5=1252,982, epp de la chaîne pendante (2,83*11,5)*11,5/2=187,134, epp de l'ancre 35*11,5=402,5

Epp = ((2,83*38,5)+(2,83*11,5/2)+35)*11,5=1 842,616 J

Epp = 1 842,616 joules ; 153,55 ampères-seconde pour une batterie de 12 volts
Prélèvement sur la batterie ∂C = 0,043 Ah

Calcul par l'énergie cinétique

Attention : modification en cours !

Un contributeur est en train de retravailler en profondeur cette page. Vous êtes prié(e) d'éviter de le modifier pour limiter les risques de conflit de versions jusqu'à disparition de cet avertissement. Merci.

50 m de chaîne de 12 mm à l’aplomb et ancre 40 kg

Conditions du calcul: chaîne de 12 mouillée : 2,83 kg/m dans l'eau^[2], l'ancre mouillée pèse 35 kg. La vitesse moyenne de remontée est 15 mètres par minute (25 cm/seconde), 6m/min (10cm/s) au début et 24m/min(40 cm/s) à la fin. Les vitesses de remontées sont subjectives ! elles ne change rien pour les résultats.; Poids de l'ensemble dans l'eau : 2,83 * 50 + 35 = 176,5 kgp 17,99 kg; Masse de la chaîne dans l'eau : 2,83 * 50 / 9,81 = 14,424 kg; Masse de l'ancre dans l'eau : 35 / 9,81 = 3,567 kg

Calcul sommaire (approximatif)

Puissance consommée au début : 17,99 * 0,1²/2 = 0,180 joules/s ou watts

débit de courant initial sous 12 volts : 0,180/12 = 0,015 ampères

Puissance consommée à la fin : 3,567 * 0,4² /2 = 0,285 J/s

débit de courant à la fin : 0,285 / 12 = 0,024 ampères

Temps moyen de la remontée de 50 mètres à 15 m/min 50/15=3,33 minutes ou 200 s ou 0,056 heures

conso moyenne pendant 3,33 min = (0,015+0,024=)/2= 0,019 A

variation de la capacité =0,019*0,056 = 0,001Ah ???????????????????

calcul détaillé

La chaîne diminue de poids au fur et à mesure qu'elle remonte, alors que le poids de l'ancre est constant. De plus la vitesse est variable et dépend du poids.

hzero=0m; hmax=50m (On part du point le plus bas)

V(h)=

Conclusions

Calculs à vérifier L'essentiel de l'énergie consommée par la batterie est thermique (pertes dans les fils et la mécanique)

Références

[1] ttps://fr.wikipedia.org/wiki/Joule#Dans_la_vie_courante

[Ancrage-2] 2,0 et ^2,1 https://fr.wikibooks.org/wiki/Goélette_Cardabela/Après/La_navigation/Version_imprimable#Ancrage

[3] ttps://fr.wikipedia.org/wiki/Joule

[1]

[2]

[3]