[Thermodynamique] Calcul d''une quantité d'énergie à partir de points

Bonjour,

J'aimerai calculer l'énergie qu'échange un échangeur. Pour çela j'ai pris toutes les secondes environs les température en entré et en sortie de l'échangeur. De plus, je possède le débit écoulé depuis le début de l'enregistrement que je récupérer avec un sortie à impulsion (1imp/L). J'enregistre toutes les secondes l'ensemble des information ci bien que je n'ai pas une courbe mais ensemble de points.

La formule sur laquelle je m'appuie est la suivante :

Q = rho .V.c.Delta T
avec :
- rho : La masse volumique
- c : La capacité thermodynamique
- V : le volume
- Dellta T : La différence de température entre l'entrée et la sortie de l'échangeur


Ma question est la suivante :
avec un débit variant, comment puis je calculer précisément l'énergie que j'ai donné à mon échangeur ?
Le code est en python, et il n'y a pas de bug.
Pour le moment je fonctionne de la manière suivante :

Code:

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def calculEnergieModel2(data, c, ro): """on prend en entrée une dataframe issu de pandas""" I = 0 #total de l'énergie V=1 #parfois on a plusieurs litres qui se sont écoulés for y in range(0, int(max(data['Dbt Imp']))): p = data [data['Dbt Imp'] == y]#p contiendra la sous dataframe   if p.empty:#on vérifie bien qu'on a 1 litre sinon V +=1 else: dtemp = p['DeltaT'].mean() tempc = p['T1'].mean() I = I + float(V*c*ro*float(dtemp)/2)/1000 V=1 return I

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Voicià quoi ressemble une dataframe !
pd correspond à l'importation de la librairie pandas.

Code:

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data = pd.DataFrame({'Date': ['26/07/2016', '26/07/2016', '26/07/2016', '26/07/2016', '26/07/2016', '26/07/2016'], 'Heure': ['23:50:10', '23:50:20', '23:50:34', '23:50:40', '23:50:45', '23:50:52'], 'Duree': ['00:00:00.000063', '00:00:00.952576', '00:00:01.372692', '00:00:01.404059', '00:00:01.635979', '00:00:01.590155'], 'T1': [70, 71, 70, 69, 69, 70], 'T2': [60, 60, 59, 62, 60, 60], 'T3': [75, 75, 75, 75, 75, 75], 'T4': [65, 65, 65, 65, 65, 65], 'Dbt Imp': [0, 1, 2, 3, 4, 5], 'Du': [0, 1, 2, 1, 1, 1]})   data['DeltaT'] = data['T1'] - data['T2']

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Rien de bien sorcier je pense mais je débute en algorithmie et j'aimerai avoir l'avis de personnes plus compétentes.

Par avance merci

Gr1nch3

Bonjour,

Avant de chercher à obtenir un calcul plus précis, il faudrait que tu compares les variations présentes dans un dataframe avec les erreurs des instruments de mesure (imprécision). Si les marges d'erreur (tolérance) sont plus élevées que tes variations, alors changer de méthode de calcul t'apportera un autre chiffre que tu ne pourrais pas qualifier de plus précis pour autant.

Quoiqu'il en soit, en principe, il faut que tu calcules la chaleur échangée lors de chaque relevé de ton dataframe. Ensuite, tu détermines la chaleur échangée de ton dataframe en sommant la chaleur échangée lors de chacun des relevés constituant le dataframe. Avec cette approche, il faut aussi que tu utilises les températures relevées lors de la mesure au lieu d'utiliser une température moyenne comme tu le fais actuellement.

Merci pour ta réponse. Il est vrai que comparer les résultats avec ce que je dois obtenir serait pas mal. Je ferai des tests la dessus et je comparerai.

Pour calculer la chaleur échangé toutes les secondes, je n'ai qu'une ligne du dataframe. Or il ne s'est pas toujours écoulé un litre par seconde. Du coup je me retrouve avec 1 litre qui s'est écoulé sur quelques secondes avec la température qui varie aussi. C'est pour cela que j'ai choisi de moyenner mes températures. j'ai aussi considéré que le débit était constant entre deux pics où je récupère l'information "1 litre s'est écoulé". Tu prendrai uniquement la dernière valeur toi ?

Tu n'as peut être qu'un seul dataframe à chaque fois, mais celui-ci contient le temps écoulé entre chaque mesure (enfin, si j'interprète bien le champ 'Duree'). Aussi, au lieu de faire le calcul sur le dataframe en entier, je le ferais sur chacun des intervalles définis dans le dataframe. Ce qui signifie aussi que tu n'auras pas forcément la quantité de chaleur échangé sur une seconde. Si on reprend le dataframe que tu as donné en exemple, il est composé de 6 relevés s'étalant sur presque 7s.

Ensuite, pour les valeurs à prendre, c'est en fonction du relevé. Pour un relevé précis, tu as toutes les info nécessaires : volume, durée, T1 et T2.

Je viens de voir dans ton code python que tu définies tempc mais que tu ne l'utilises pas ;)

Oui effectivement le champ duree correspond bien à la durée. Il me reste donc à répartir le volume gagné à la ligne n sur l'ensemble des lignes supérieures. Sauf que le débit peut être nul pendant un laps de temps :s du coup T1 et T2 sont en déperditions. Du coup il me faudrait un moyen pour voir les déperditions à travers T1 et T2 afin de ne pas tenir compte des ces valeurs et de cet intervalle de temps.
Je pense que cela va se jouer en regardant les variations de T1 et T2. Lorsqu'elles sont trop importantes et que cela fait un moment que le débit n'a pas bougé, on considère qu'on est en deper'. La seule chose qui me fait peur c'est le temps que va prendre le calcul de tout cela :s

pour la variable tempc, je ne l’utilise pas dans le code que j'ai mis car elle sert pour déterminer ro et c qui dépendent de la température (selon on fonction lambda). ;)

Merci encore. Je vais essayer de traiter les chaleurs ligne par ligne.
Je te tiens au courant.

Gr1nch3