Mon nouveau Stirling Alpha 38CC

[Kajoo78]

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Salut Tibou

Toutes les fois que tu laisses se refroidir les gaz avant la détente tu perds de l'énergie. Stirling considère toujours que l'on a une détente isotheme et non une detente adiabatique (cas du diagramme de Carnot)
Ci-joint diagrammes comparatifs

à ma connaissance, un seul moteur est en phase avec la theorie de Stirling, le moteur "ESSEX" . C'est le but que j'ai cherché à atteindre dans la transformation de mon KK1.

Cordialement à tous

[Zéphyrin]

Ce sont des diagrammes expérimentaux ? Comment as tu procédé, j'aimerai faire ce genre de mesures.
La détente a l'air linéaire, c'est bizarre, on attend une hyperbole.

[Kajoo78]

Salut Zephyrin

Pour répondre à ton observation, il s'agit bien d'une hyperbole mais l'importance du volume froid cache cet aspect. ci-joint un comparatif en fonction du rapport Volume-echangeur/Volume-moteur avec volume total constant

J'utilise comme tableur celui crée par Van Dermaêl et disponible sur moteurstirling.com auquel j'ai fait subir quelques modifications (pour debloquer certaines zones) J'avais pris contact avec lui mais il m'avait répondu qu'il n''avait plus le temps de s'occuper de ce problème.

Cordialement
Jacques dit Kajoo

[Zéphyrin]

Ce sont donc des calculs ?
Je cherche à faire des mesures sur différents moteurs, et je cherche des infos sur un capteur de pression adapté, je n'y connais rien.

[Kajoo78]

En complément d'information, le schéma du cycle théorique de Stirling (le diagramme a été tracé avec mon logiciel):

En ce qui concerne les mesures je n'ai aucunes comptérences sur le matériel disponible.
Tu pourrais aller voir sur "photologie.fr", il y a des informations interessantes à telecharger:

Bon courage, si tu a des résultats tiens-moi au courant (j'habite entre Versailles et Rambouillet)
Jacques

[Titou16]

Pour tes mesures il te faut un capteur de pression comme celui là : http://www.gotronic.fr/art-capteur-de-pression-mpx5500dp-3797.htm

Et une carte Arduino pour l'y relier. Moi j'ai pris une Mega 2560 (http://tiptopboards.com/66-carte-arduino-mega-2560.html) pour pouvoir afficher la pression directement sur un écran (http://tiptopboards.com/336-ecran-graphique-tactile-couleur-240x320-et-lecteur-sd.html)

J'ai moi même acheté tout ça pour le mettre sur un Stirling quand j'en aurais un prometteur. Je pensais pas à celui là mais finalement il fonctionne si bien malgré son manque d'optimisation que je vais l'installer dessus. Là avec ce matos, j'affiche la pression en instantané sur l'écran ainsi que d'autre paramètres qui sont la température récupérée par 2 sondes (une pour le coté froid une pour le coté chaud) et a vitesse de rotation grâce à ceci : http://tiptopboards.com/215-capteur-de-vitesse-de-rotation-par-fourche-optique.html. Mais ce qu'il faut que je fasse, surtout, et ce que je ne suis pas encore parvenu à faire, c'est de récupérer dans un tableau les valeurs mesurées par le capteur de pression en fonction de la position du vilebrequin. Ce qui me donnera le vrai diagramme P/V. Jusqu'ici j'ai programmé mon arduino tout seul en glanant des infos sur le net et comme j'ai quelques notions de programmation ça a été tout seul. Y a pas mal de taf pour tout faire fonctionner. Mais pour faire mon acquisition de donné, là ça se complique. Et ça tombe bien car vendredi j'ai appris qu'il y aurait un ingé à mon taf qui maîtrisait bien l'arduino. Dès demain je vais voir ça avec lui.

Kajoo -> J'ai moi aussi fait un simulateur comme le tien. Moins abouti semble t'il mais il peux me donner un beau diagramme P/V comme celui que tu montres. C'est en fait un fichier excel. Pour chaque position du vilebrequin (par exemple tous les 5°) je retire la position des pistons et donc le volume interne. Je pars de conditions initiales qui sont pression atmosphérique dans le moteur quand le volume interne est au max. Ensuite en prenant des hypothèses de température dans la zone chaude et dans la zone froide, et en considérant un gradient entre les 2, je calcule à l'aide de l'équation des gaz parfait (PV=nRT), la pression dans le moteur pour chaque position du vilebrequin et j'obtiens mon diagramme PV. A partir de la j'obtiens le travail par cycle et en prenant une hypothèse de vitesse de rotation du moteur je peux obtenir une estimation de la puissance. Seulement tout ça reste très théorique. Celà part d'hypothèses sur quelle est la température mini et maxi du gaz, et ça part aussi du principe que le moteur est totalement étanche. En revanche ce genre de fichier peux trouver son utilité si on à acquis des valeurs par la mesure. En l'utilisant en sens inverse, on peut connaître la température réelle du gaz dans la partie froide et la partie chaude.

[Zéphyrin]

Merci pour les infos, c'est exactement ce que je recherchais, mais je ne suis pas au bout du projet, beaucoup de nouveauté pour moi, étant nul en électronique ! l'acquisition des données de Pression, température et même Volume n'est pas encore à ma portée !
Pour les simulations et les modèles, je n'ai aucun problème moi aussi, (je le fais pour tous mes moteur à vapeur), mais c'est des mesures que je voudrais faire pour avoir un diagramme effectif.

Ceci dit mon but reste académique et surtout ludique, je ne vise pas des records : sans chauffage (et refroidissement !) performant, sans pressurisation à 100 bar et +, sans H2 ou He, les puissances resteront dérisoires.

J'aime bien la taille de ton moteur, on peut commencer à avoir des données mesurables.
les miens sont bien plus petits, 5.8 cm3 pour le plus grand !

Pour la puissance, tu peux utiliser un frein à corde et un dynamomètre mesurer les rpm pour différentes forces de freinage, faire la courbe et trouver le pic de puissance. J'ai essayé, c'est très simple et amusant...
pour mon moteur de 5.8cm3, avec une mèche alcool, je mesure un pic de 1.6 w à 1300 rpm ! si je lui couple une dynamo de vélo (avec son ampoule ! ) l'ampoule s'allume avec 1.1 V et 0.125 A soit 0.13 W produit à 700 rpm. C'est un effort extrême pour lui.

il y a la formule de Beale pour évaluer la puissance "attendue" :
P = 0.015 x p x f x V
P = puissance du moteur : watts
p = pression pendant le cycle (pression absolue moyenne) : soit 1 bar
f = fréquence de rotation : Hz
V = cylindré active du cylindre moteur cm3

[Titou16]

Je connaissais pas cette formule. Mon moteur ferait 19W à 2000 tr/mn avec ça. Ça parait pas déconnant. Avec de la pressu ça pourrait le faire. Il plafonne à 2000 tr/mn. Mais il peut faire mieux et c'est là que Kajoo a raison. En retravaillant la zone chaude et la zone froide et en isolant la flamme ça pourrait faire bien mieux. J'ai passé le piston froid en fonte aussi. C'est mieux. Ça fuit très très légèrement aux pistons. Sans joints faut pas se faire d'illusion, ça peut pas être parfaitement étanche. Il faudrait un compresseur intégré.

Sinon j'avance sur mon projet d'acquisition de donné. Ce soir j'ai enfin réussi à faire des actions sur une carte SD. Créer un fichier et écrire dedans. Mais c'est pas fini pour autant. Y a encore beaucoup de taf pour récuperer le diagramme PV par simple pression sur un bouton.

[Kajoo78]

Salut Titou

Si cela t'interesse, je peux te communiquer mon tableur. Envoie-moi un mail en privé.

Petite question aux mecaniciens: un projet (en quelque sorte un béta inversé) selon le schéma joint est-il réalisable et mécaniquement fiable (en vert bague filetée de liaison en inox, en jaune joint en graphite) ?

D'avance merci
Jacques dit Kajoo

[Zéphyrin]

Cette formule est bien sûr une approximation, le coefficient "Beale's number" de 0.015 étant une valeur moyenne valable pour un grand nombre de modèles à haute différence de température.
les références de cette formule et cette approximation sont sur le papier dans ce lien (avec plusieurs méthodes pour évaluer la puissance)
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=& ... 1w7Iy1AOJw

[minimotoriste]

Bonjours Jacques et tout le monde

un projet (en quelque sorte un béta inversé) selon le schéma joint est-il réalisable

Très intéressante cette configuration de moteur

(en vert bague filetée de liaison

Je verrai beaucoup mieux un assemblage à brides ,plus précis et moi sensible aux hautes températures
Bonne après-midi .@+++.Henry.

[Kajoo78]

Et pourquoi pas y integrer un regenerateur......?

A plus
Jacques

[Malevthi]

Bonjour,
Je n'ai jamais bien compris le rôle du régénérateur ... Une explication des spécialistes ?

[Kajoo78]

Je m'y mets, sous toutes réserves....

Pour mémoire tous les moteurs à gaz utilisent comme source d’énergie la détente d'un gaz précédemment comprimé.

La pression est généralement obtenue soit par un compresseur mécanique (moteurs à air comprimé), soit par augmentation de la température d'un gaz dans un espace clos. La source de chaleur est la combustion d'un mélange détonnant (moteurs à combustion interne) ou une paroi chaude (moteurs à combustion externe). Entrent dans cette dernière catégorie les moteurs de Stirling.
Au cours des deux premiers temps (chauffage et détente) rien de bien particulier. La détente est isotherme (température constante) ou adiabatique (avec diminution de température, et en conséquence un moins bon rendement) . Quelles que soient les conditions le détente n'est jamais complète.
Ceci obtenu, et comme on veut avoir un cycle moteur complet, il faut revenir aux conditions du point de départ (température et volume, le premier étant essentiel pour une détente isotherme, le deuxième pour une détente adiabatique) On devra donc refroidir les gaz (avec rejet d’énergie calorifique vers l’extérieur) ou les comprimer (avec absorption d’énergie mécanique) Ces deux postes vont venir en déduction de l’énergie accumulée au cours du chauffage.

L'idée est donc de limiter au maximum les déperditions.
L'une des solutions est de ne pas rejeter les calories inutilisées et de les accumuler dans un dispositif adéquat. On utilisera ces calories pour préchauffer les gaz avant de leur faire subir un nouveau cycle.

C'est ce dispositif, également inventé par Stirling, auquel on donne le nom de régénérateur.

Pour illustrer le fonctionnement je prendrais un schéma généralement cité.

Dans la partie gauche le schéma extrait : ce régénérateur n'a qu'une efficacité limitée. Les gaz traversent le régénérateur (donc avec diminution de la température, perte d’énergie, détente adiabatique) ce qui n'est pas très positif.
Dans la partie droite le même mais modifié pour être respectueux des instructions de Stirling. Les gaz se détendent directement dans le volume moteur (détente isotherme) et traversent ensuite le régénérateur pour y déposer une partie de leur énergie calorifique restante avec pour effet une diminution du volume ce qui limitera l'effort de compression mécanique.

Si ce petit topo demande d'autres explications, je suis à votre disposition.

Bonne compréhension, Jacques

[Malevthi]

Merci Jacques, ça commence à s'éclaircir

[Titou16]

Kajoo, ok je t'envoie mon mail par MP.

Bon alors là, les amis, ce soir je suis très très satisfait. Enfin mon premier moteur que je n'arrive pas arrêter à la main. Alors un petit bémol tout de même, j'arrive plus à l’arrêter en serrant l'arbre moteur (qui fait Ø8 mm). Je l'arrête sans difficulté au volant. Il monte à 2200 tr/mn maintenant et autre satisfaction, quand je le lance depuis l’arrêt à chaud, il atteint 1700 tr/mn en 2 secondes. C'est de très très loin mon meilleur résultat. Quand je pense qu'il n'est même pas pressurisé et qu'il n'a pas de refroidisseur! Et il ne faiblit pas, il se stabilise aux anviron de 2000 tr/mn. Pour atteindre ce résultat, j'ai rien changé. J'ai juste mis de l'huile 3 en 1 sur les pistons.