- la variation du volume froid en partie basse, entre déplaceur et piston moteur, au cours du cycle (zone bleue). 3. Le diagramme (P, V):
Le principe de fonctionnement, exposé ci-dessus, peut se représenter sur un schéma appelé "diagramme
Pression-Volume" ou diagramme (P, V). Sur ce diagramme, on voit aisément les quatre phases détaillées plus haut en images, en n'oubliant pas que
détente et compression se font à températures constantes (T max et T min). NB: les températures T sont exprimées en Kelvin (rajouter 273 à la température Celsius)
L'aire colorée comprise entre les quatre segments décrivant le cycle est représentative du travail recueilli
au cours d'un cycle. La démonstration est apportée ci-après. Utilisation moteur stirling albion fr. A un instant donné, la force qui s'exerce sur le piston est F = S x P où S est la surface du piston et P
la pression instantanée. Le travail élémentaire fourni au cours d'un temps court "dt" est égal à la force instantanée multipliée
par le déplacement "dy"du piston au cours de ce laps de temps "dt".
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Le moteur Stirling Type beta [ modifier]
Un Stirling bêta a un simple piston de puissance, placé coaxialement avec un piston de « déplacement ». Le piston de déplacement sert uniquement à propulser le gaz de l'échangeur de température chaud, vers l'échangeur de température froid. Sur un cycle complet, ce piston ne consomme pas d'énergie. Qu'est-ce qu'un moteur Stirling et comment fonctionne-t-il ?. Ce moteur ne requiert pas de « joint » mobile dans la partie chaude du moteur, et peut atteindre des rendements élevés de compression, grâce aux pistons qui sont capables de se chevaucher pendant leur déplacement. Le moteur Stirling Type gamma [ modifier]
Le moteur gamma est un peu le compromis entre le moteur type alpha et le moteur type bêta. Dans un cylindre, le déplaceur joue son rôle, dans l'autre le piston moteur fait varier le volume global et récupère l'énergie. Ce type de moteur est fréquent pour mettre à profit de faibles écarts de température, entre source froide et source chaude. Le moteur à piston libre dit Martini [ modifier]
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Les principales difficultés liées à l'utilisation du moteur Stirling dans une application automobile sont le temps de démarrage, la réponse de l'accélérateur, le temps d'arrêt et le poids, qui n'ont pas tous des solutions toutes faites. Moteurs d'avion Les moteurs Stirling peuvent être théoriquement prometteurs en tant que moteurs d'avion, si une densité de puissance élevée et un faible coût peuvent être atteints. Ils sont plus silencieux, moins polluants, gagnent en efficacité avec l'altitude grâce à des températures ambiantes plus basses, sont plus fiables grâce au nombre réduit de pièces et à l'absence de système d'allumage, produisent beaucoup moins de vibrations (les cellules peuvent durer plus longtemps) et utilisent des carburants plus sûrs et moins explosifs. Utilisation moteur sterling knight. Cependant, le moteur Stirling a souvent une faible densité de puissance par rapport au moteur Otto et à la turbine à gaz à cycle Brayton couramment utilisés. Ce problème a été une pomme de discorde dans les automobiles, et cette caractéristique de performance est encore plus critique dans les moteurs d'avion.
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Cette activité est un exemple de SAE en lien avec le cours optionnel de chimie. Il s'agit d'une activité de formation qui s'articule autour d'une tâche complexe faisant appel aux concepts visés par la loi générale des gaz. • Coup d'oeil sur la SAE – Le moteur Stirling • Canevas de la SAE – Le moteur Stirling • Cahier de l'élève – Le moteur Stirling • Guide de l'animateur – Le moteur Stirling • Évaluation de la SAE – Le moteur Stirling • Séquence vidéo où l'on peut voir le moteur Stirling en action • Explications du moteur Stirling (PowerPoint) • Représentation 3D du moteur Stirling (Sketchup) • Fabrication du moteur Stirling • Gabarit du vilebrequin à imprimer en 8, 5 x 14 (Doc)
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Son coût a pu également constituer une
difficulté face à la standardisation des moteurs thermiques traditionnels. On peut regretter l'abandon de ce projet. Le prototype réalisé en 1976 développait 170 ch à 4 000 tr/min. Ce moteur était un 4 cylindres. Son nom de code était 4-215 D. A. La même tentative a été faite avec une voiture AMC Spirit en 1979. Moteur Stirling — Ekopedia. Le nom du moteur étudié par la
Nasa était P40. Voir la photo ci-contre. Ces exemples donnent une idée de l'effort de recherche et développement réalisé par de
grandes compagnies ou organismes publics. On ne peut imaginer qu'il n'y ait pas de retombées de ces investissements. Peut-être verra-t-on resurgir, dans le domaine automobile ou dans d'autres secteurs, quelques unes des idées
développées au cours des années 1960 ou 1970. A titre d'exemple, et pour terminer, citons la réalisation par General Motors, en 1968, d'une voiture
hybride, et oui déjà!, qui était constituée d'un moteur Stirling chargeant des batteries. Ces dernières
fournissaient l'énergie nécessaire à un moteur électrique pour propulser cette auto.
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Il n'est pas impossible de voir, dans un proche avenir, des bateaux de plaisance, des sous-marins de
recherche robotisés équipés de moteur Stirling pour leur propulsion. (Ce moteur est déjà utilisé pour fournir
l'électricité à bord de certains bateaux de plaisance)
3. Dans les airs: les avions. Contrairement à ce qu'on demande à un moteur d'automobile, un moteur d'avion fonctionne quasiment tout le
temps à puissance constante. Dans ce cas-ci, le moteur Stirling est vraiment dans son domaine de prédilection. Son silence, par rapport à un moteur traditionnel, peut constituer un atout tant pour les passagers de l'avion
que pour les riverains. Le faible niveau vibratoire du moteur Stirling plaide également en sa faveur. Quand on prend de l'altitude, l'air extérieur baisse en température. Cet air constitue la source froide du
moteur Stirling. Il n'y a donc pas de pertes de puissance quand on monte. Ceci permettrait de voler plus vite
qu'avec un moteur traditionnel. Utilisation moteur stirling. Le choix de combustible étant plus large, on pourrait en imaginer un moins volatil, moins explosif, moins
polluant.
Il n'y a pas d'arbre à cames, de chaine de distribution, de basculeurs ou poussoirs, de soupapes, de pompe à injection haute pression, etc... Rendement [ modifier]
Son rendement peut avoisiner les 40%, contre environ de 35% pour les moteurs à explosion: si la différence de 5% parait faible, elle signifie quand même près de 15% (5/35) d'économie d'énergie. L'absence d'explosion au cours du cycle moteur le rend particulièrement résistant. Réversible [ modifier]
Peut fonctionner en "pompe à chaleur": En entrainant son axe de rotation, on produit une différence de température entre les deux zones d'échange thermique. Le fluide est donc capable de transporter des calories du point froid au point chaud. Inconvénients [ modifier]
Étanchéité [ modifier]
Les problèmes d'étanchéité sont difficiles à résoudre, c'est le principal problème de ce moteur. Températures [ modifier]
Les températures de source chaude sont de l'ordre de 720°C pour obtenir des rendements de plus de 40% avec de l'hydrogène comme fluide de travail.
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