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protocole_de_test_pour_rechaud_de_randonnee

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protocole_de_test_pour_rechaud_de_randonnee [2013/10/22 12:13]
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protocole_de_test_pour_rechaud_de_randonnee [2015/03/05 13:01] (Version actuelle)
Ricardito [Pour mémoire:]
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-bonjource "test standard"​ s'​adresse à tout ceux qui fabriquent leurs propres réchauds et qui veulent les tester et les comparer, il permet aussi de tester les réchauds du commerce sur les mêmes bases.\\ +Bonjour
-ce test n'est qu'un outil qui permet une comparaison sur quelques critères , il ne prétends pas dire que tel réchaud ou tel combustible est mieux que tel autre, il y beaucoup de critère à prendre en compte dans le choix d'un réchaud, voir la page: [[choisir_son_rechaud]]+
  
-suite aux divers échanges sur le sujetvoici le protocole ​de mesure de rendement des réchauds ​de randonnée, tout type et tout combustible,​ que nous avons déterminé ​\\ +Ce "test standard"​ s'​adresse à tout ceux qui fabriquent leurs propres réchauds et qui veulent les tester et les compareril permet aussi de tester les réchauds ​du commerce sur les mêmes bases.\\
-la discussion associée est ici: http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​id=24578+
  
-======protocole simplifié ​:======+Ce test n'est qu'un outil qui permet une comparaison sur quelques critères , il ne prétends pas dire que tel réchaud ou tel combustible est mieux que tel autre, il y beaucoup de critère à prendre en compte dans le choix d'un réchaud, voir la page[[choisir_son_rechaud]]
  
-=====mode opératoire=====+Suite aux divers échanges sur le sujet, voici le protocole de mesure de rendement des réchauds de randonnée, tout type et tout combustible,​ que nous avons déterminé. \\ 
 +La discussion associée est ici: http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​id=24578
  
-_ décrire le réchaud et son combustible (par exemplemini p3rs, 8 g (10 ml) d'​alcool à 95°)\\+======Protocole simplifié ​:======
  
-_ en guise de popote, une __boite de conserve "​standard"​__ (99 × 118, 850ml, dites 4/4) avec __500 ml d'​eau__ (1/2 L)\\+=====Mode opératoire=====
  
-test dans un endroit abrité__pas de vent, pas de pare vent, pas de couvercle__.\\+Décrire le réchaud et son combustible (par exemple: mini p3rs8 g (10 ml) d'​alcool à 95°)\\
  
-démarrage du chrono à l'​allumage du réchaud. (s'il faut attendre le mode "gazinière"​ ou un feu "​établi", ​donner le chrono du placement de la popote)\\+En guise de popote, une __boite de conserve ​"standard"__ (99 × 118850ml, dites 4/4) avec __500 ml d'​eau__ (1/2 L)\\
  
-quantité ​de combustible définie pour ne pas atteindre l’ébullition,​ donner obligatoirement selon le type de réchaud:\\+Test dans un endroit abrité, __pas de vent, pas de pare vent, pas de couvercle__.\\ 
 + 
 +_ Démarrage du chrono à l'​allumage du réchaud. (s'il faut attendre le mode "​gazinière"​ ou un feu "​établi",​ donner le chrono du placement de la popote)\\ 
 + 
 +_ Quantité ​de combustible définie pour ne pas atteindre l’ébullition,​ donner obligatoirement selon le type de réchaud:\\
   *alcool ​        - masse totale utilisée (de préférence et pour standardisation:​ 10 ml d’alcool soit 8 grammes d'​alcool 95°).   *alcool ​        - masse totale utilisée (de préférence et pour standardisation:​ 10 ml d’alcool soit 8 grammes d'​alcool 95°).
   *alcool solidifié ​   - masse totale utilisée (préciser si possible, esbit, autres...)   *alcool solidifié ​   - masse totale utilisée (préciser si possible, esbit, autres...)
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   *t2     - chrono soit à l'​extinction du réchaud, soit au retrait la popote si retrait avant extinction.   *t2     - chrono soit à l'​extinction du réchaud, soit au retrait la popote si retrait avant extinction.
  
-=====les calculs (simplifiés) à faire.=====+=====Les calculs (simplifiés) à faire.=====
  
   *l'​écart de température d'eau mesuré:​....∆T(°C).......= Tf - Ti = ?   *l'​écart de température d'eau mesuré:​....∆T(°C).......= Tf - Ti = ?
Ligne 40: Ligne 43:
   *la puissance utile en watt:​..................P.............= 2095 x ∆T / t    =  ?   *la puissance utile en watt:​..................P.............= 2095 x ∆T / t    =  ?
  
-puis remplir une nouvelle ligne sur cette feuille de calcul en précisant "selon le protocole de rendement"​ dans la case "​commentaires"​.\\+Puis remplir une nouvelle ligne sur cette feuille de calcul en précisant "selon le protocole de rendement"​ dans la case "​commentaires"​.\\
 https://​docs.google.com/​spreadsheet/​ccc?​key=0Ar_vUyO9Ygi9dERCSVQ0WXFEc005b0tNcU1kZ0JfRVE#​gid=4 https://​docs.google.com/​spreadsheet/​ccc?​key=0Ar_vUyO9Ygi9dERCSVQ0WXFEc005b0tNcU1kZ0JfRVE#​gid=4
  
-ou ici pour les réchauds bois:\\+Ou ici pour les réchauds bois:\\
 https://​docs.google.com/​spreadsheet/​ccc?​key=0Ar_vUyO9Ygi9dERCSVQ0WXFEc005b0tNcU1kZ0JfRVE#​gid=8 https://​docs.google.com/​spreadsheet/​ccc?​key=0Ar_vUyO9Ygi9dERCSVQ0WXFEc005b0tNcU1kZ0JfRVE#​gid=8
  
-(le protocole completainsi que l'​explication et le détails des calculs se trouve en bas de page pour ceux qui le souhaitent) +Et enfindonner vos résultats (voir exempleici : http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​id=24578
  
 +(Le protocole complet, ainsi que l'​explication et le détails des calculs se trouve en bas de page pour ceux qui le souhaitent)
 +\\
 ---- ----
- +\\ 
- +======Pour mémoire:​====== 
-======pour mémoire:​====== +Cette idée avait été initiée pour les réchauds à alcool par kstt sur un autre fil.\\
-cette idée avait été initiée pour les réchauds à alcool par kstt sur un autre fil.\\+
 http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​pid=299640 http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​pid=299640
  
-j'​avais,​ pour ma part, crée un fil pour discuter d'un protocole de test pour réchaud à alcool sans interférer avec le sien.\\+J'​avais,​ pour ma part, crée un fil pour discuter d'un protocole de test pour réchaud à alcool sans interférer avec le sien.\\
 http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​id=23237&​p=1 http://​www.randonner-leger.org/​forum/​viewtopic.php?​id=23237&​p=1
  
-chouxrave, quant à lui, à créé une feuille de calcul que je trouve bien pratique pour compiler les données obtenues.\\+Chouxrave, quant à lui, créé une feuille de calcul que je trouve bien pratique pour compiler les données obtenues.\\
 https://​docs.google.com/​spreadsheet/​ccc?​key=0Ar_vUyO9Ygi9dERCSVQ0WXFEc005b0tNcU1kZ0JfRVE#​gid=4 https://​docs.google.com/​spreadsheet/​ccc?​key=0Ar_vUyO9Ygi9dERCSVQ0WXFEc005b0tNcU1kZ0JfRVE#​gid=4
  
-antoinepierre, Phil67, Ultra, waldganger, fredlafouine ont réalisés de nombreux tests et étés, parmi d'​autres,​ contributeurs à définir le protocole.+Antoinepierre, Phil67, Ultra, waldganger, fredlafouine ont réalisés de nombreux tests et étés, parmi d'​autres,​ contributeurs à définir le protocole.
  
-avec votre accord, j'​aimerais faire ici la synthèse de tout ces travaux et idées, et proposer un outil qui permettrait de comparer entre eux tous les réchauds de randonnée que nous utilisons, qu'ils soient à alcool, solidifié ou non, à gaz, à bois, à essence ou autre...\\+Avec votre accord, j'​aimerais faire ici la synthèse de tout ces travaux et idées, et proposer un outil qui permettrait de comparer entre eux tous les réchauds de randonnée que nous utilisons, qu'ils soient à alcool, solidifié ou non, à gaz, à bois, à essence ou autre...\\
  
-notapour uniformiser,​ le calcul du coefficient de rendement utilise ici les masses d'eau et de carburant et non plus les volumes. +NotaPour uniformiser,​ le calcul du coefficient de rendement utilise ici les masses d'eau et de carburant et non plus les volumes. 
-cela permet d'​avoir les mêmes unités quelque soit le combustible et s'​accorde avec la feuille de calcul de chouxrave, mais ces coefficients ne sont plus comparables avec ceux de kstt qui lui utilisait les volumes.\\ +Cela permet d'​avoir les mêmes unités quelque soit le combustible et s'​accorde avec la feuille de calcul de chouxrave, mais ces coefficients ne sont plus comparables avec ceux de kstt qui lui utilisait les volumes.\\
- +
-nombres d’entre nous ont déjà longuement travaillé sur le sujet des réchauds, sur les meilleurs choix à faire en fonction de la durée de la randonnée ou des conditions que l'on prévoit de rencontrer, et il y a déjà dans le wiki et sur le forum une grande richesse d'​informations.\\ +
- +
-le but de ce protocole n'est pas de revenir sur ce qui à déjà été fait, mais d'​offrir un outil pour tous ceux qui bricolent ou testent des réchauds afin qu'il puissent comparer leurs données et améliorer encore leurs systèmes de chauffage.+
  
 +Nombres d’entre nous ont déjà longuement travaillé sur le sujet des réchauds, sur les meilleurs choix à faire en fonction de la durée de la randonnée ou des conditions que l'on prévoit de rencontrer, et il y a déjà dans le wiki et sur le forum une grande richesse d'​informations.\\
  
 +Le but de ce protocole n'est pas de revenir sur ce qui à déjà été fait, mais d'​offrir un outil pour tous ceux qui bricolent ou testent des réchauds afin qu'il puissent comparer leurs données et améliorer encore leurs systèmes de chauffage.
 +\\
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 +======Version complète du protocole:​======
  
-======version complète du protocole:======+=====Mode opératoire=====
  
-=====mode opératoire===== +Préciser ​le type de combustible.\\ 
- +Décrire ​au mieux le réchaud utilisé, son fabricant ou sa construction si c'est une fabrication maison.\\ 
-préciser ​le type de combustible.\\ +Donner ​la distance de la base des flammes à la popote. (ce paramètre semblant déterminant au moins pour les réchaud alcool)\\ 
-décrire ​au mieux le réchaud utilisé, son fabricant ou sa construction si c'est une fabrication maison.\\ +En guise de popote, utilisation d'une grosse boite de conserve "​standard"​ (99 × 118, 850ml, dites 4/4).\\ 
-donner ​la distance de la base des flammes à la popote. (ce paramètre semblant déterminant au moins pour les réchaud alcool)\\ +Test dans un endroit abrité des courant d'air, température de l'air entre 10 et 25°C, pas de vent, pas de pare vent, pas de couvercle.\\ 
-en guise de popote, utilisation d'une grosse boite de conserve "​standard"​ (99 × 118, 850ml, dites 4/4).\\ +Démarrage ​du chrono à l'​allumage du réchaud.\\ 
-test dans un endroit abrité des courant d'air, température de l'air entre 10 et 25°C, pas de vent, pas de pare vent, pas de couvercle.\\ +Si la popote ne peut pas être posé de suite et qu'il faut attendre le mode "​gazinière"​ ou un feu "​établi",​ donner le chrono du placement de la popote.\\ 
-démarrage ​du chrono à l'​allumage du réchaud.\\ +Le volume d'eau à chauffer défini est 500 ml soit une masse "M eau" de 500 g.\\ 
-si la popote ne peut pas être posé de suite et qu'il faut attendre le mode "​gazinière"​ ou un feu "​établi",​ donner le chrono du placement de la popote.\\ +Quantité ​de combustible définie pour ne pas atteindre l’ébullition,​ donner obligatoirement selon le type de réchaud:\\
-le volume d'eau à chauffer défini est 500 ml soit une masse "M eau" de 500 g.\\ +
-quantité ​de combustible définie pour ne pas atteindre l’ébullition,​ donner obligatoirement selon le type de réchaud:\\+
   *alcool ​        - masse totale utilisée (de préférence et pour standardisation:​ 10 ml d’alcool soit 8 grammes d'​alcool 95°).   *alcool ​        - masse totale utilisée (de préférence et pour standardisation:​ 10 ml d’alcool soit 8 grammes d'​alcool 95°).
   *alcool solidifié ​   - masse totale utilisée (préciser si possible, esbit, autres...)   *alcool solidifié ​   - masse totale utilisée (préciser si possible, esbit, autres...)
   *gaz            - différence de masse de la cartouche de gaz (pesage avant et après le test)   *gaz            - différence de masse de la cartouche de gaz (pesage avant et après le test)
-  *bois            - masse de la quantité de [u]bois de cagette[/u] (cagette légère en peuplier, tout le bois doit être mis avant allumage)+  *bois            - masse de la quantité de bois de cagette (cagette légère en peuplier, tout le bois doit être mis avant allumage)
   *essence ​      - masse et type à définir   *essence ​      - masse et type à définir
                                                    
Ligne 104: Ligne 106:
   *t2     - chrono soit à l'​extinction du réchaud, soit au retrait la popote si retrait avant extinction.   *t2     - chrono soit à l'​extinction du réchaud, soit au retrait la popote si retrait avant extinction.
  
-=====explication ​et détails des calculs:​===== +=====Explication ​et détails des calculs:​===== 
-  *calcul ​du coefficient de rendement "​Rc"​ selon la méthode de kstt, mais adaptée pour s'​accorder à la feuille de calcul de chouxrave:​\\ (utilisation des masses à la place des volumes)\\ +  *Calcul ​du coefficient de rendement "​Rc"​ selon la méthode de kstt, mais adaptée pour s'​accorder à la feuille de calcul de chouxrave:​\\ (utilisation des masses à la place des volumes)\\ 
-on multiplie la variation de température de l'eau par le rapport de la masse d'eau à la masse de combustible,​ soit:\\+On multiplie la variation de température de l'eau par le rapport de la masse d'eau à la masse de combustible,​ soit:\\
 Rc = (Tf - Ti) * M eau / M comb. (pour info, l'​unité du résultat est le kelvin K) Rc = (Tf - Ti) * M eau / M comb. (pour info, l'​unité du résultat est le kelvin K)
-  *calcul ​de la quantité de chaleur absorbé par l'eau en Joules: +  *Calcul ​de la quantité de chaleur absorbé par l'eau en Joules: 
-        Q = (Tf-Ti) * Cp eau * M eau......soit ici: Q = (Tf-Ti) * 4190 * 0.5......ou encore:Q = (Tf-Ti) * 2095\\ ​pour rappel, la capacité thermique spécifique de l'eau "Cp eau"​(la quantité de chaleur qu'il faut pour augmenter la température de 1 kg d'eau de 1°C) est 4187 J/ Kg*K  (ici arrondi à 4190)\\ +        Q = (Tf-Ti) * Cp eau * M eau......soit ici: Q = (Tf-Ti) * 4190 * 0.5......ou encore:Q = (Tf-Ti) * 2095\\ ​Pour rappel, la capacité thermique spécifique de l'eau "Cp eau"​(la quantité de chaleur qu'il faut pour augmenter la température de 1 kg d'eau de 1°C) est 4187 J/ Kg*K  (ici arrondi à 4190)\\ 
-  *calcul ​de la puissance utile du réchaud dans "ces conditions" ​ (avec une boite de conserve et les autres conditions du protocole)\\ +  *Calcul ​de la puissance utile du réchaud dans "ces conditions" ​ (avec une boite de conserve et les autres conditions du protocole)\\ 
-        ​la puissance utile "​P"​ (en Watts) est la quantité de chaleur "​Q"​ absorbée (en joules) divisé par le temps utile de chauffe "t2 - t1" (en secondes), soit :   P = Q / (t2-t1)\\ +        ​La puissance utile "​P"​ (en Watts) est la quantité de chaleur "​Q"​ absorbée (en joules) divisé par le temps utile de chauffe "t2 - t1" (en secondes), soit :   P = Q / (t2-t1)\\ 
-  *les calculs fait dans la feuille de calcul de chouxrave:​\\ +  *Les calculs fait dans la feuille de calcul de chouxrave:​\\ 
-     ​-Puissance théorique du réchaud : P = PCI comb (en J/g) M comb (en g)  / temps de chauffe utile (en s). +     ​-Puissance théorique du réchaud : P = PCI comb (en J/g) M comb (en g)  / temps de chauffe utile (en s). 
-     -consommation ​du combustible : M comb (en g) / t +     -Consommation ​du combustible : M comb (en g) / t (min) 
-     ​-Rendement = Cp eau (en J/​kg.K) ​ * M eau (en kg) * ∆T ( en K) / PCI comb (en J/g) M comb (en g) +     ​-Rendement = Cp eau (en J/​kg.K) ​ * M eau (en kg) * ∆T ( en K) / PCI comb (en J/g) M comb (en g) 
 +\\
 ---- ----
 +\\
 +======Pour exemple:​======
 +Test sur mini p3rs avec 8 grammes d'​alcool (10ml) à 95°C et 500ml d'​eau.\\
 +Distance des trous au haut du réchaud (base des flammes à la popote) : 10mm \\
  
-======pour exemple:​====== +Mesures:\\
-test sur mini p3rs avec 8 grammes d'​alcool (10ml) à 95°C et 500ml d'​eau.\\ +
-distance des trous au haut du réchaud (base des flammes à la popote) : 10mm \\ +
- +
-mesures:\\+
 M comb: 8 grammes d'​alcool ​ 95°C\\ M comb: 8 grammes d'​alcool ​ 95°C\\
-Ti   :​21°\\ +Ti   : 21°\\ 
-Tf   :​76°\\+Tf   : 76°\\
 t1  : 50s  (chrono au placement de la popote )\\ t1  : 50s  (chrono au placement de la popote )\\
 t2 : 400s  (chrono à l'​extinction du réchaud )\\ t2 : 400s  (chrono à l'​extinction du réchaud )\\
  
-calcul ​du coefficient de rendement (selon la méthode de kstt adaptée avec les masses): Rc = (Tf - Ti) * M eau / M comb. = (76-21)*500/​8 = 3437\\+ 
 +  *l'​écart de température d'eau mesuré:​....∆T(°C).......= Tf - Ti = 76-21 = ...........................55°C 
 +  *le temps de chauffe "​utile":​..................t.............= t2 - t1 = 400-50 = .........................350 s 
 +  *le coefficient de rendement:​...............Rc............= 500 x ∆T / M comb = 500*55/8 = .....3437.5 
 +  *la puissance utile en watt:​..................P.............= 2095 x ∆T / t    = 2095*55/350 = ........329 W 
 + 
 +Les calculs effectués dans la feuille de calculs de chouxrave donnent une puissance théorique de 613W, un débit carburant de 1,4g/min, et un rendement de 54%. 
 + 
 +=====Détail des calculs de l'​exemple:​===== 
 + 
 +Calcul ​du coefficient de rendement (selon la méthode de kstt adaptée avec les masses): Rc = (Tf - Ti) * M eau / M comb. = (76-21)*500/​8 = 3437\\
 (pour info, le calcul avec les volumes donnait:​(76-21)*500/​10 = 2750)\\ (pour info, le calcul avec les volumes donnait:​(76-21)*500/​10 = 2750)\\
  
-la quantité de chaleur absorbé Q en joule est : Cpeau * masse d'eau en kg * (Tf-Ti) = 4190*0.5*(76-21)= 115225 Joules\\+La quantité de chaleur absorbé Q en joule est : Cpeau * masse d'eau en kg * (Tf-Ti) = 4190*0.5*(76-21)= 115225 Joules\\ 
 + 
 +Soit une puissance utile P de Q/(t2-t1) = 115225/ (400-50) = 329 W\\ 
 + 
 +Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) de l'​alcool utilisé est 26.8 MJ/kg (voir discussion et/ou feuille de calcul de chouxrave)
  
-soit une puissance utile de Q/(t2-t1) = 115225/ (400-50) = 329 W\\+  *Puissance théorique  ​= PCI comb (en J/g) x M comb (en g) / temps de chauffe utile (en s)= 26800*8/350 = 613 W 
 +  *consommation du combustible : M comb (en g) / t (min) = 8/5'50" = 1.4 g/min 
 +  *Rendement = Cp eau (en J/​kg.K) ​ * M eau (en kg) * ∆T ( en K) / PCI comb (en J/g) x M comb (en g)=4187*0.5*55/​26800*8 = 54%
  
-les calculs effectués dans la feuille de calculs de chouxrave donne une puissance théorique de 613W, un débit carburant de 1,4g/min, et un rendement de 54%. 
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