Le gaz comprimé exerce une pression sur un piston. Le piston est relié à un vilebrequin qui permet de convertir le mouvement linéaire du piston à l'intérieur du cylindre en un mouvement de rotation d'un axe. Au sein du groupe des moteurs thermiques, comme la machine à vapeur, le moteur Stirling est classé comme moteur à combustion externe; tous les transferts de chaleur avec le gaz de travail se font à travers la paroi du moteur. D'autre part, dans un moteur à combustion interne, l'apport de chaleur est réalisé par la combustion d'un carburant à l'intérieur du corps du fluide de travail. Comme c'est généralement le cas dans les moteurs thermiques, le cycle général consiste en: Comprimer le gaz qui est à une température plus basse. Chauffez le gaz dans un point chaud. Développez le travail mécanique générateur de gaz chaud. Refroidir le gaz dans une source froide pour pouvoir répéter le cycle de Stirling. Quelle est l'efficacité d'un moteur Stirling? L'efficacité du procédé est fortement contrainte par l'efficacité du cycle de Carnot, qui dépend de la différence de température entre la zone chaude et la zone froide.
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Le fait qu'il n'ait besoin que d'une source de chaleur externe lui confère une grande polyvalence, puisque ce fait lui donne la possibilité de pouvoir utiliser de nombreuses sources d'énergie pour son fonctionnement. Des exemples de sources d'énergie utilisées dans cette technologie sont l'énergie solaire thermique, les combustibles fossiles tels que le charbon ou le pétrole, la biomasse, l'énergie géothermique et autres. Un moteur Stirling est un moteur alternatif qui fonctionne sur un cycle de régénération thermodynamiquement fermé. Ce cycle s'appelle le cycle de Stirling. La principale caractéristique de ce cycle est qu'il fonctionne avec une compression cyclique et une expansion cyclique du fluide de travail à différents niveaux de température. Le moteur Stirling est un moteur thermique qui fonctionne par un cycle de compression et de détente d'un gaz. Deux niveaux de température sont utilisés qui provoquent une conversion nette de l' énergie thermique en énergie mécanique (travail mécanique).
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Le moteur Stirling - Culture générale
Au début du XIXème siècle, la révolution industrielle est en marche. En parallèle des machines à vapeur, se développent les moteurs à air chaud. Dans les premières, la vapeur surchauffée est produite dans la machine. Dans les deuxièmes, de la chaleur apportée par un élément extérieur à la machine fait chauffer un gaz (air, hydrogène ou hélium) dans une chambre étanche dans laquelle glisse un piston. Une alternative à la machine à vapeur
Face aux risques d'explosion des machines à vapeur, le Pasteur écossais Robert Stirling (1790-1878) invente ou plutôt met au point en 1816 une évolution du moteur à air chaud inventé en 1759. Il améliore le rendement de ce moteur à 4 temps mû par des transferts d'énergie dans les gaz, par l'adjonction d'un régénérateur. C'est son frère James qui, en 1843, le fait fabriquer pour l'usine dans laquelle il est ingénieur. Mais le moteur à cycle Stirling manque de puissance et de souplesse d'utilisation face aux machines à vapeur.
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