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Le moteur stirling


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148 réponses à ce sujet

#121 Mat

Mat
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Posté 14 novembre 2009 - 18:05

pourquoi ce moteur est peu utilisé ??

Parce que l'on ne paye pas l'énergie que l'on consomme.

Parce que la physique qui joue dans ce moteur touche aux limites de ce que l'on peut modéliser .


BlackAvenger, très bonne remarque sur les courbes de puissance, peut être qu'une géométrie particulière du moteur donne cela.

Pour l'alimentation par énergie solaire il semble que l'université de Pau travail sur une version comme tu as dit (moteur Ericsson) et qu'ils ont des bons résultats.

#122 Tis

Tis

    Curieuse palmée

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Posté 14 novembre 2009 - 19:43

Savez-vous où il serait possible d'en voir fonctionner un sur un circuit de chauffage central ?

#123 Mat

Mat
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Posté 05 janvier 2010 - 01:12

Depuis 2009 dans une chaudière chez de d******h mais pour faire de l'électricité.

#124 Tis

Tis

    Curieuse palmée

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Posté 05 janvier 2010 - 11:15

Dans quelle région, Mat ?

#125 kidamdam

kidamdam
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Posté 14 janvier 2010 - 16:19

Bonjour à tous :biglol:
Je reste dans les moteurs à gaz chauds mais plus particulièrement sur l'Ericsson (comme un double beta en série mais avec clapet pour ceux qui prennent le fil en route :cogite:)
Brevet français de "feu" 2009 : Système à soupape à faible énergie pour moteur à gaz sous pression
Un système de soupapes à ouverture non commandée qui peut autant être appliqué à des moteurs Ericsson qu'à des moteurs à gaz comprimé (type MDI sans apport de chaleur).
Il fallait y penser c'est tout bête de simplicité. Par contre même si j'imagine bien Mat l'essayer bonjour la précision demandée pour l'ajustage / étanchéïté.
Biz à tous :okjesors:

#126 Mat

Mat
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Posté 19 janvier 2011 - 23:19

Dans quelle région, Mat ?

On va essayer d'en ré-installer une dans un lycée proche de Belfort(en passe de devenir la Mecque du Stirling Français, notre BU est déjà bien documentée). J'espère avoir plus d'infos prochainement.

J'ai fait une petite vidéo sur des simulations d'écoulements et d'échanges dans un moteur stirling.

Image IPB



Série de plusieurs vidéos de simulation numériques (2D/3D) de l'écoulement entre deux cylindre (déphasage de 180°) et dans un moteur Stirling (déphasage 90°).
Réalisé à l'aide du logiciel de CFD Fluent (licence éducative).
La vidéo se termine sur deux vues de moteur Stirling à guidage rotatif du déplaceur.

Dans l'ordre de visualisation :

1. Intro : Étude Stirling
2. Visualisation de échauffement entre 2 cylindre chaud et froid sur les premiers cycles, coloration en fonction de la température.
3. Idem après 37 tour, avec l'option remplissage du champ de température de fluent.
4. Idem, représentation des vecteurs vitesse, coloré en fonction de la vitesse avec une échelle de valeurs mobile.
5. Idem, représentation des vecteurs vitesse, coloré en fonction de la température avec une échelle de valeurs mobile.
6. Vue général de l'échauffement entre le cylindre chaud et froid, une image à la fin de chaque tour. 50h de calcul.
7. Vue de l'écoulement en 3D au niveau de la zone du régénérateur.
8. Idem, vu générale de l'écoulement en 3D, vecteur vitesse coloré en fonction de la vitesse, échelle statique.
9. Évolution du volume de gaz au sein d'un moteur Stirling idéal.
10. Représentation du maillage (2D) et du déphasage.
11. Idem, vu des vecteurs vitesse, échelle statique.
12. Moteur Stirling à guidage rotatif du déplaceur.
13. Idem
14. Etude-Stirling
15. Origine de la musique, publicité Nike Air 360 en 2006.



C'est fait sur un bon vieil ordi de bureau, avec la puissance des serveurs de google, il y aurait moyen de faire des trucs de fou... déjà comme ça en 2D une dizaine de tours moteur me prennent un week-end de calcul.


Après 7 ans d'étude, j'espère pouvoir pondre mon premier moteur perso cette année. Je me suis installé l'équivalent d'une petite usine dans mon garage :

Image IPB

Et la moitié des éléments du tableau périodique en stock :

Image IPB
(tout n'y est pas)


J'ai déjà un autre projet "participatif" en fin de réalisation, si le proto de mon moteur tiens la route, j'envisage une micro-production "participative", c'est à dire en échange d'un apport de fonds (financement de la matière première) les membres reçoivent un moteur (prix coûtant) et moi de mon coté je fourni la mains d'œuvre et l'investissement machine. Cela réduit considérablement le coût de fabrication (achat en plus grande quantité).
Et contrairement aux autres hurluberlus qui croient avoir découvert l'eau chaude et en devenir milliardaire, je pense sérieusement à mettre mes réalisations en copyleft bref en faire un moteur en GNU.

#127 Mat

Mat
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Posté 10 avril 2011 - 10:28

Et on continu avec la restauration d'un moteur de 1885, un Rider Ericsson (moteur Stirling) !

Image IPB

Début des opérations de restauration, une chance ou plutôt comme le savaient les anciens, tout les filetages sont gras et donne l'impression d'avoir été serrés à la clé dynamométrique.

Pour procédé au démontage, j'ai attaqué en fonction de ce qui me tombait sous la main, d'où parfois un passage d'une partie à l'autre du moteur.

Première photo (un peu floue), la bielle d'accouplement de la pompe à eau :

Image IPB

Dépose des vis de la partie haute de la pompe :

Image IPB

Désaccouplement de la tige du déplaceur et de son mécanisme d'entrainement :

Image IPB

Idem pour la bielle d'entrainement du mécanisme :

Image IPB

Puis celle donnant sur le volant d'inertie :

Image IPB

Sauf qu'il y a un point dur, du coup je n'ai pas forcé pour sortir la vis.

Dépose de l'huileur puis du premier palier (N°26) :

Image IPB

Image IPB

Idem pour le N°25 :

Image IPB

Image IPB

Modifié par Mat, 10 avril 2011 - 10:30 .


#128 Mat

Mat
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Posté 10 avril 2011 - 10:28

On s'attaque au guide de la tige du déplaceur :

Image IPB

Image IPB

Puis on désaccouple le piston de son mécanisme :

Image IPB

Ayant pas forcé sur la vis montré plus haut, je laisse pendre l'ensemble bras et bielles :

Image IPB

Vue des paliers et du piston avant de le sortir :

Image IPB

L'ensemble piston dépalceur :

Image IPB

Vue du déplaceur :

Image IPB

Vue du piston :

Image IPB

Vue du cylindre :

Image IPB


J'attaque le circuit d'eau, partie basse de la pompe :

Image IPB

#129 Mat

Mat
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Posté 10 avril 2011 - 10:29

Le joint plus que centenaire, trop sec s'est brisé comme du verre. Je garde les bouts pour en faire un gabarit :
Image IPB

Dépose de la pompe en deux parties :

Image IPB

Vue de la chemise d'eau du moteur et pas forcément de bonnes nouvelles à venir, l'eau ayant rongé se qu'elle a pu ...

Image IPB

Sujet à suivre ici :

http://mototracteurs...-rider-ericsson
http://www.blooo.fr/...php?f=31&t=2199

Et sur http://www.etude-stirling.com/site/

#130 ezza

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Posté 10 avril 2011 - 11:49

merci Mat pour cette mis au jour ....heu a jour.... rafraichissement 8)

tu aurais sur l'coude un lien/info pour une pt'ite production électrique (realisation du moteur et génératrice)
..... des plans/schéma et cotation :roll:

Modifié par ezza, 10 avril 2011 - 11:50 .


#131 Tis

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Posté 10 avril 2011 - 13:33

Elle est magnifique cette machine Mat !
Sais-tu à quoi elle servait exactement dans les Vosges ?
Merci en tout cas car le démontage pas à pas en photos est passionnant !

Pour ton joint, ne serait-il pas plus facile de réaliser le gabarit sur la pièce elle-même (qui me semble en avoir gardé l'empreinte) et n'utiliser l'ancien (en cuir ?) que pour tenter d'en évaluer l'épaisseur d'origine ?

Et bravo aussi pour tes intéressantes recherches historiques sur les diverses créations de ce type de moteurs.

#132 Mat

Mat
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Posté 10 avril 2011 - 22:19

La suite :

Après un passage à l'eau savonneuse puis un coup d'huile :

Image IPB

Image IPB

-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-


Oui ezza, mais comme on dit dans les films : Si je te le dis je serais obligé de te tuer après... ou moins violemment mon stage actuel ne me permet pas trop de communiquer toutes les informations que j'ai. :cpasmafaute:


Tis, pas la moindre idée...
Bonne idée, je vais peut être faire comme ça.

Pour les recherches historiques, c'est pour le boulot à la base ^^

#133 Tis

Tis

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Posté 11 avril 2011 - 13:38

D'après le petit chapitre que lui consacre la doc de la FAO, ta machine servait le plus souvent à remonter de l'eau : http://www.fao.org/d...10F09.htm#9.3.2
On y trouve une belle vue en coupe et cette info qui semble importante pour ne pas la gripper :

le moteur Rider-Ericsson d'un demi-cheval est capable d'élever un débit de 2,7 m3/h d'eau pour une hauteur de 20 m avec une vitesse de rotation de 140 tours/min (seulement) pour une consommation de 2 kg de coke par heure. Tout ce qu'il faut pour le maintenir en marche c'est d'entretenir le feu de temps à autre, tout comme s'il s'agissait d'un poêle domestique, et de verser une goutte d'huile sur les paliers à peu près toutes les heures.


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#134 Zehudiel

Zehudiel

Posté 23 mai 2011 - 16:04

Bonjour à tous,

j'ai une question :

Pourquoi aucun moteur stirling n'a des échangeurs thermiques à l’intérieur de ces cylindres? genre radiateur de PC avec des ailettes
Cela permet de changer la température du gaz plus rapidement, plutôt qu'un gros volume, non?
Les cours de physiques sont bien loin ...

Enfin voila, si quelqu'un peut me dire ou je me trompes, merci d'avance.
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#135 ioble38

ioble38

Posté 25 mai 2011 - 19:54

Bonjour Zehudiel,

Les ailettes à l'intérieur des cylindres sont une perte de volume.
Pour que le moteur soit le plus efficace, il faut que le maximum de volume réalise le cycle complet de Stirling.
Si une partie du gaz interne ne réalise pas ce cycle, on a donc un volume "mort" et une perte de rendement.
C'est le cas du volume de gaz à l'intérieur de l'échangeur pour les moteurs alpha.
L'échangeur doit faire l'objet de calculs contraignants car plus il est imposant, ce qui fait qu'il récupère le maximum de chaleur, plus le volume de gaz est grand, ce qui réduit la pression et donc le rendement global.
Pour les moteurs beta et gamma, la course des pistons réalise un minimum de volume chaud et froid pour avoir une compression maximal (ou minimal pour le froid).
Rajouter un volume de gaz dans les ailettes fait le même effet de baisser la compression, de déplacer un volume "mort", et donc de baisser le rendement.

Il y a tout de même une solution, il faudrait réaliser les pistons en étoile de tel sorte qu'ils épouse parfaitement la forme des ailettes de la culasse.
Je me doute que la réalisation mécanique d'étanchéité est impossible.

Mais au lieu de réfléchir à un gain de rendement par des échanges subtils de chaleur, il faut aussi choisir le gaz interne.
En choisissant l'hydrogène, les industriels s'affranchissent du problème d'échange thermique métal-gaz, car l'hydrogène multiplie ce facteur par rapport à tous les autres gaz.
Le problème de l'hydrogène, c'est qu'il s'échappe très facilement.

Un autre très gros problème des moteurs Stirling existant, de tout type, c'est la transformation du cycle parfait de Stirling en une mauvaise "patate" ressemblant vaguement à une ellipse.
En effet, les mouvements des pistons sont sinusoïdaux pour le plupart des moteurs, et donc "rognent" les coins du cycle parfait.
Et pour en rajouter, le mouvement de transfert du gaz d'une zone (chaude ou froide) vers l'autre est plus ou moins contraire au cycle de Stirling.
Il faudrait donc inventer un moteur Stirling à soupapes avec les mouvements des pistons linéaires.
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#136 Zehudiel

Zehudiel

Posté 27 mai 2011 - 08:48

Il y a tout de même une solution, il faudrait réaliser les pistons en étoile de tel sorte qu'ils épouse parfaitement la forme des ailettes de la culasse.
Je me doute que la réalisation mécanique d'étanchéité est impossible.


Merci pour cette réponse, pourquoi la réalisation de l'étanchéité serait-elle plus complexe que pour un piston à tête plate ?
Dans certains moteurs à explosion les têtes de pistons sont très travaillées pour permettre une meilleur réparation du gaz en vue de son explosion.
De plus, si c'est un déplaceur, aucun besoin d'étanchéité...
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#137 Zehudiel

Zehudiel

Posté 10 juin 2011 - 16:58

Un peu comme ça ?
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#138 ioble38

ioble38

Posté 12 juin 2011 - 22:05

Bonjour Zehudiel,
C'est une bonne idée, je pensais que les ailettes devaient être sur le côté du piston, car pour le moteur Stirling beta, le refroidissement se fait sur le bord du piston.
C'est une idée qui peut très bien s'appliquer au moteur alpha.

Mais il me semble que cela va alourdir le piston est donc augmenter la perte d'énergie dans son inertie.
Il faudra faire un compromis entre le gain d'échange calorique et le poids et inertie.

#139 Zehudiel

Zehudiel

Posté 15 juin 2011 - 09:26

Dans une configuration comme ci dessus, la parois du piston devient "insignifiante" dans l’échange thermique par rapport aux ailettes.
Du coup, le piston peut être dans un matériaux qui conduit très mal la chaleur.
Par contre, il est vrai que le poids du déplaceur et le frottement entre les ailettes sont les points faibles de cette configuration.

#140 Mat

Mat
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Posté 30 juin 2011 - 17:12

Salut,

Cette configuration rajoute aussi des pertes de charges et des volumes morts.

Il faudrait donc inventer un moteur Stirling à soupapes avec les mouvements des pistons linéaires.


Soupapes -> Ericsson ?

Edit :

Dernière nouveauté pour moi sur le Stirling : Un refroidisseur cryogénique Stirling de 10W à -210°C !

Image IPB

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Modifié par Mat, 30 juin 2011 - 17:15 .