moteur Stirling et dynamo de vélo

Stirling, Air chaud, Avaleur de flammes. Manson, Ericsson ...
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Zéphyrin
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moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » ven. 8 sept. 2017 10:28

Ces jours-ci, j'ai refait marcher un moteur Stirling, mon favori, le "Fizgig"; pour reproduire l'expérience de le voir faire tourner une dynamo de vélo, chauffé simplement avec une mèche à alcool.
IMG_0003_r.JPG


Ca me permet également de lever des doutes émis par certains sur la réalité de cette expérience, genre dynamo bidouillée etc. !!!

La conclusion est que ces essais s'avèrent parfaitement reproductibles avec 4 dynamos différentes...et ce malgré l'usure de mon moteur, qui a perdu un peu de sa pêche en 2 ans de repos pourtant.

l'usure du guide de la tige du déplaceur, (le point faible du Stirling gamma) lui a fait perdre un peu d'étanchéité et de compression.
IMG_0008_r.JPG

J'ai rajouté une sorte de presse-étoupe avec un joint "moulé" autour de la tige du déplaceur avec un petit outil ad hoc dans de la feuille de téflon, et ceci restaure l'étanchéité, mais au prix d'une petite résistance supplémentaire : tout est affaire de compromis !
De plus, le réservoir d'eau de refroidissement est bien trop petit pour un fonctionnement au delà de 10 minutes, l'eau se réchauffe bien trop vite, ça me semble nouveau.

J'ai eu l'occasion de refaire des vidéos dont j'ai monté quelques passages.
https://www.youtube.com/watch?v=IkVtqoJVOCs&feature=youtu.be

Mais après tout ça, je vois une petite fuite dans le cylindre déplaceur, il faut un démontage et re-brasage...
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styming
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar styming » ven. 8 sept. 2017 14:44

On n'avait pas de doute sur la première vidéo, mais là c'est très convaincant et surprenant pour un Stirling de cette dimension. Une grande débauche de matériel (oscillo, multimètre, ...) pour se justifier !...

C'est le plan exact du "Fizgig" ou tu as adapté les cotes en pouces avec le matériel (tubes, etc ...) dont tu disposais ?

Sur l'usure du guide du déplaceur :
Où est inséré ton joint en téflon ? à l'extrémité (à gauche sur photo et vidéo) du guide de la tige du déplaceur en laiton ?
L'usure de la tige du déplaceur est surprenante au vu de la longueur du guide sur ce modèle; il a dû beaucoup tourner.
Le plan original prévoit un "graisseur" sur le guide pour lubrifier et étanchéifier la tige; cela résoudrait peut-être ce problème.
Ton guide de déplaceur est-il alésé au diamètre de la tige ou creux au milieu comme sur le plan ?
Tu pourrais agencer le tout, moteur, dynamo et lampadaire sur un support digne de cette belle réalisation.

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Zéphyrin
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » sam. 9 sept. 2017 00:09

C'est le plan du Fizgig, mais bien sûr avec des petites adaptations, suivant les matériaux dispo bien sûr, comme le tube alu du déplaceur. Il y a d'autres plans de Stirling par F Collins dans model engineer, qui ont gagné des concours...

La perte d'étanchéité autour de la tige du déplaceur n'est pas une surprise, c'est le point faible de plein de moteurs, Il y a un effort latéral du à la bielle. Je rajouterais le graisseur, j'avais oublié qu'il était prévu sur le plan, ça améliorerai sûrement les choses.
le guide du déplaceur est alésé avec précision aux extrémités seulement bien sûr.
le joint en téflon, est inséré dans le filetage du bati pour le guide, maintenu par l'extrémité intérieure du guide et un écrou super mince dans ce filetage, et ne déborde pas à l'intérieur. Tout à fait comme un presse étoupe.
j'ai tout démonté et remonté pour rebraser le cylindre chaud hier, et j'ai fait des photos, peut-être ce sera plus clair.
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Trompi
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Trompi » sam. 9 sept. 2017 18:14

Magnifique réalisation.
Je crois que côté refroidisssement, je pense que plutôt que la capacité du réservoir, c'est la surface d'échange eau-air qui est insuffisante.
Simple avis
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » sam. 9 sept. 2017 23:44

Je n'avais pas envisagé ce problème, j'ai simplement un réservoir d'eau et une circulation par thermosiphon très efficace avec le compartiment refroidisseur du moteur, en 15 minutes l'eau du réservoir passe de 20° à 65°!
c'est vrai qu'un radiateur à la place de mon réservoir ? il faudrait aussi un ventilateur, c'est jamais fini...
Mes autres Stirling ont un refroidissement à air, par ailettes, c'est bien plus simple !
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Trompi » dim. 10 sept. 2017 17:02

Si le réservoir actuel est constitué de 300mm de tube cuivre de 50mm de diamètre, pour moi,
le plus simple serait de mettre à la place un serpentin constitué de 2m de tube cuivre de 14mm de diamètre
enroulé formant des spires de 42mm de diamètre. cela donnerait une surface de 8.8dm2 soit le double du tube de 50, et
une capacité de 0.23dm3 pour une hauteur de 33cm et pourrait continuer de fonctionner en thermosiphon.
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » lun. 11 sept. 2017 11:40

C'est assez loin des dimensions du réservoir de mon moteur, bien plus petit ( dia 32 et 140 haut), mais j'essaierais un serpentin ça pourrait être plus smart que le réservoir d'eau, et fermé en plus : c'est une très bonne suggestion, mais l'important est de conserver le thermosiphon.
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar minimotoriste » lun. 11 sept. 2017 14:01

Bonjour Zéphyrin et tout le monde
Je ne suis pas certain qu avec un refroidissement plus conséquent le fonctionnement soit meilleur ,dans ce type de moteur le refroidissement liquide est surtout fait pour maintenir une température acceptable au niveau du piston moteur (dans le cas d un usage prolongé)
Ce ne sont que des constations personnelles, pour moi il est beaucoup plus efficace de caractériser la chauffe et de bien la positionner
Dans tous les cas :bravo :bravo François pour tes essais et mensures avec une "dynamo" de vélo (comme elle me faisait forcer pour aller a l école en hiver jump jump )
Bonne après-midi .@+++.Henry.

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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » mar. 12 sept. 2017 00:53

C'est un problème intéressant, le rendement va dépendre de la différence de température, mais il est bien évident pratiquement que les Stirling ont besoin de chauffer un peu pour tourner vite, je suis 100% d'accord avec toi, il faut atteindre la température optimale, mais ne pas la dépasser !
et là, moteur en charge, je vois bien qu'après 10 min en gros, la puissance baisse, à cause de l'eau de refroidissement qui atteint 50-60°.
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Malevthi » mar. 12 sept. 2017 21:02

La recherche d'améliorations et d'expérimentation, voila qui est passionnant !
Je ne me suis encore jamais attelé aux Stirling car je suis raisonnable (enfin pas toujours ...) mais ça me tenterait bien aussi.
Merci de nous faire partager tes observations, du beau travail :bravo
Le vrai trésor, c'est de transmettre.

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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar berola » mar. 12 sept. 2017 21:10

Les stirlings sont un domaine très intéressant !
Rudy Mémin (l'homme a la pipe ) en a construit plus d'une centaine de différents .
En discutant avec lui et en pratiquant un tout petit peu , j'en ai tiré la conclusion suivante
le moins de frottements possibles et une étanchéité maximale .
Pas toujours facile a faire !
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar minimotoriste » mar. 12 sept. 2017 21:36

Bonsoir tout le monde
Je crois qu il faut garder a l esprit que plus la température de l ensemble augmente et plus la pression interne augmente donc le rendement devient plus performant ,mais l étanchéité devient plus compliquer a assurer et pas seulement au niveau de la tige du déplaceur mais aussi du piston moteur et la technique du piston avec joint en cuir embouti (Merci Rudy Ménin ;-) )peu d effort au démarrage et plus la pression monte et plus les lèvres du joint se plaquent au cylindre
Bonne soirée .@+++.Henry.

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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Trompi » mer. 13 sept. 2017 11:22

Je pense que l'énergie propre à animer le moteur dépend essentiellement de l'écart de température dans la partie ""déplaceur""
La température de l'ensemble considérée à elle seule n'apporte pas d'énergie utile.
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » mer. 13 sept. 2017 12:11

C'est un problème, je bidouille des moteurs sans de vraies mesures...donc les conclusions sont tarinométriques au mieux...il faut vraiment que je puisse un jour mesurer pression et température dans ces engins !
La pression monte avec la température, c'est le principe du moteur à air chaud...Une augmentation générale de pression due à la température fait que tout le cycle se déroule au dessus de la pression atmosphérique, il n'y a pas d'augmentation de la masse d'air comme avec une pressurisation. Je ne sais pas si c'est meilleur, faut que je cogite...mais il faut une bonne différence de température pour tirer du travail du cycle.

pour l'ajustage du cylindre,
https://photos.app.goo.gl/d0Yji1FXLAzo2uiT2

et pour la version de présentation :
https://photos.app.goo.gl/9wkjN8qEHTINUcRI2
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Re: moteur Stirling et dynamo de vélo

Message non lupar Zéphyrin » mer. 13 sept. 2017 23:13

pendant les réparations, j'ai remis en route un autre petit Stirling, refroidi par l'air, avec des ailettes, c'est plus simple !!
C'est un plan publié dans Popular Science en 1965.
mais pas question de dynamo avec celui-là, pas assez costaud...

https://youtu.be/EjLuIjTn8nE
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