Moteur Stirling à eau.pdf

moteur Stirling à eau...

http://www.photologie.fr/stirling/stirlingh2o.html

mise à jour

le 27/09/06

Moteur Stirling à eau

version 3.5

Modifications et ajouts par rapport à la version 3.4 :

plan .jpg

plan .pdf

- pour diminuer la composante horizontale transmise par la bielle, et par conséquent les forces de

frottements, le coulisseau fixé au déplaceur a été raccourci de 11 mm (et la bielle rallongée dautant) .

- du coté froid, la plaque supérieure est recouverte dune pièce de tissu humide (blanc) dont une partie

en forme de mèche trempe dans un gobelet deau. Par capillarité, leau monte dans la mèche et diffuse

dans le tissu sur lensemble de la surface - lors des premiers essais, jutilisais une feuille de mousse

(noire) visible sur les images de droite.

- du coté chaud, un support servant déchangeur de chaleur avec lair ambiant, constitué de six

radiateurs pour transistors de puissance, dune plaque daluminium ep 0,8 mm, et de 4 pieds en

plastique.

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Donc, après avoir visité ces pages, Dominique Saussereau (1) ma aimablement informé que lon pouvait faire un rapprochement entre les

tables psychrométriques et le faible gradient de température de certains moteurs Stirling - vous avez peut-être, comme moi, oublié à quoi

pouvaient ressembler ces tables et quelle était leur utilité : voilà un exemple

À quoi servent donc ces tables ? En deux mots, elles permettent, par comparaison de deux thermomètres dont lun est mouillé et lautre sec,

de mesurer le taux dhumidité de lair. Ce quil y a dintéressant dans ces tables, cest quelles sont réversibles. Lon saperçoit alors que sous

certaines conditions, la différence de température entre les deux thermomètres dépasse nettement le niveau nécessaire au fonctionnement

dun moteur Stirling et quil est donc possible dutiliser lévaporation de leau, à température ambiante, pour le faire fonctionner !

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moteur Stirling à eau...

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En fait, cela na rien de révolutionnaire puisque, comme chacun sait, leau en sévaporant produit du froid. Ce

phénomène naturel a dailleurs été utilisé pour concevoir un jouet bien connu de nos parents et de nos

grands-parents. Il sagit de l "oiseau plongeur", appelé aussi "oiseau pic-pic", ou encore en anglais "drinking bird"

(ci-contre - en vente chez Edmund Scientifics ).

Placé à proximité dun récipient, il se balance davant en arrière, aussi longtemps que son bec continue à atteindre leau.

Comment ça marche ? Vous trouverez une explication complète sur le site du " happy drinking bird ". Pour résumer, il utilise le froid produit

sur son bec par lévaporation de leau pour aspirer, comme avec une paille, le liquide quil a dans le ventre, le faire monter, et déplacer ainsi

son centre de gravité.

Donc, si ce jouet fonctionne, il est concevable quun moteur Stirling puisse tourner lui aussi à partir de la même

source dénergie, cest à dire de leau...;o). Non, soyons sérieux, il ne tourne quen prélevant une petite

partie du flux thermique généré par lévaporation de leau...

En fait, javais déjà essayé, il y a quelques mois, avec le modèle solaire 3.4, mais je métais heurté à son

gradient de température trop élevé. Bêtement, pensant quil nétait pas assez sensible, je navais pas insisté

davantage.

Mais aujourdhui lexamen des tables psychrométriques montrent au contraire que cest faisable si lon respecte

certaines conditions dhumidité et de température - ci-contre >>>

Ces conditions nont rien dexceptionnelles, et correspondent sensiblement à celles que lon trouve en été dans nos

régions : température supérieure à 21°C, taux dhumidité relative inférieur à 40%, légère brise de lordre de 0,5 m/s .

Cette mi-avril nous offrant justement un avant-goût de lété, journées ensoleillées et températures frôlant les 26°C, jen

ai profité pour effectuer quelques tests à lextérieur. Placé à lombre, dans des conditions de vent presque nul, le

moteur a bien voulu atteindre 60 t/min au milieu de laprès-midi et continuer à tourner jusquà la nuit. Lorsquil sest

arrêté, le taux dhumidité était remonté à un peu plus de 40% et la température était légèrement inférieure à 19°C.

Il est probable que les modèles du commerce, de conception plus mécanique (mais aussi bien plus coûteux...;o), soient capables de

fonctionner dans une pièce à température ambiante, sans que lon ait besoin de les ventiler - la ventilation ne sert quà évacuer la couche

dair superficielle saturée dhumidité, et on pourrait très bien imaginer quun ventilateur, entrané par le volant moteur, remplace la brise

printanière...

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Prochaine étape : le bricolage dun Stirling ayant un rendement amélioré dun facteur 10, pour pouvoir fonctionner avec un gradient de

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moteur Stirling à eau...

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température de lordre du degré - ce qui nest pas si simple...

Le Dr Senft a pourtant réalisé un tel moteur il y a plus de 10 ans !... Daprès le commentaire, le seuil de fonctionnement de son moteur P-19

nest que dun demi degré Celsius - une consolation : ça prouve au moins que cest possible... (extraits du livre "An Introduction to Low

Temperature Differential Stirling Engine", par James R. Senft, 1996, Moriya Press - disponible en principe sur amazon.com )

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.. un premier pas dans cette direction... ;o)

Après quelques modifications (voir version 3.6 ), jai pu noter une amélioration sensible des performances, en

particulier du coté du seuil de fonctionnement et de la vitesse de rotation. Par exemple le 22/06/03, on était pas loin

des 100 t/min ! Cest vrai que ce jour-là les conditions climatiques étaient particulièrement favorables au

fonctionnement des "moteurs à eau" : 31 °C à lombre, taux dhumidité de 25% (ci-contre)

voir aussi le

moteur à eau

générateur de

courant (version

3.7 )

(1) Dominique Saussereau a créé sur Yahoo! un groupe de discussion consacré au développement de ce type de moteur - si vous avez des

questions, des remarques, des suggestions, que vous soyez francophones ou anglophones, vous êtes tous les bienvenus !

Bonne réalisation...

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