Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Bonjour,
Ce moteur à vocation pédagogique appartient à un lycée technique. Il présente quelques particularités originales.
Actuellement en panne, démontage pour réparation.
Il doit dater des années 1970 (?)
Le chauffage est électrique : résistance chauffante directement dans le volume chaud, 300 Watts maxi.
Vue du moteur :
Quelques caractéristiques :
- Stirling type Béta
- Diamètre du cylindre : 60 mm
- Course du piston de travail : 51 mm,
- Course du déplaceur : 40 mm,
- Chemise de refoidissement : 125 mm de hauteur.
Le cylindre en verre et sa chemise de refoidissement :
Le piston de travail et le déplaceur :
Le piston de travail n'est pas articulé sur la bielle, mais rigidement fixé à celle-ci, si bien qu'il s'incline dans son mouvement. Ultra-simple, mais le joint en caoutchouc doit se déformer pour assurer l'étanchéïte... Forme inclinée pour se "coller" au mieux avec le déplaceur.
Le piston de travail et... la panne. Le joint qui fait l'étanchéïté pour le passage de la tige du déplaceur est complètement sec et tombe en morceaux...
Le déplaceur :
C'est la pièce la plus élaborée du moteur.
- Refroidissement par eau de la base,
- L'air passe au centre à travers de la laine de cuivre qui sert de régénérateur.
- Diamètre du verre : 56,5 mm
- Hauteur au dessus du joint : 88 mm
- Diamètre régénérateur : 21 mm
L'alimentation en eau de refroidissement du déplaceur :
Un bel appareil qui j'espère va fonctionner à nouveau...
Ce moteur à vocation pédagogique appartient à un lycée technique. Il présente quelques particularités originales.
Actuellement en panne, démontage pour réparation.
Il doit dater des années 1970 (?)
Le chauffage est électrique : résistance chauffante directement dans le volume chaud, 300 Watts maxi.
Vue du moteur :
Quelques caractéristiques :
- Stirling type Béta
- Diamètre du cylindre : 60 mm
- Course du piston de travail : 51 mm,
- Course du déplaceur : 40 mm,
- Chemise de refoidissement : 125 mm de hauteur.
Le cylindre en verre et sa chemise de refoidissement :
Le piston de travail et le déplaceur :
Le piston de travail n'est pas articulé sur la bielle, mais rigidement fixé à celle-ci, si bien qu'il s'incline dans son mouvement. Ultra-simple, mais le joint en caoutchouc doit se déformer pour assurer l'étanchéïte... Forme inclinée pour se "coller" au mieux avec le déplaceur.
Le piston de travail et... la panne. Le joint qui fait l'étanchéïté pour le passage de la tige du déplaceur est complètement sec et tombe en morceaux...
Le déplaceur :
C'est la pièce la plus élaborée du moteur.
- Refroidissement par eau de la base,
- L'air passe au centre à travers de la laine de cuivre qui sert de régénérateur.
- Diamètre du verre : 56,5 mm
- Hauteur au dessus du joint : 88 mm
- Diamètre régénérateur : 21 mm
L'alimentation en eau de refroidissement du déplaceur :
Un bel appareil qui j'espère va fonctionner à nouveau...
Modifié en dernier par JCJ le ven. 11 juin 2010 15:45, modifié 1 fois.
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
ce moteur est aussi curieux qu'intéressant, j'aimerais bien le voir tourner
mon site perso : http://blooo.fr/
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Salut !
Ce moteur Stirling est très sympa et en effet, il semble plutôt curieux et intéressant avec son système de refroidissement , une belle réalisation d'époque qui demande un peu de boulot pour qu'il puisse tourner comme à ses premiers tours de volant ...
Dès que tout sera réparé, n'hésite pas à nous poster une petite vidéo pour qu'on puisse le voir tourner ...
A+
Ce moteur Stirling est très sympa et en effet, il semble plutôt curieux et intéressant avec son système de refroidissement , une belle réalisation d'époque qui demande un peu de boulot pour qu'il puisse tourner comme à ses premiers tours de volant ...
Dès que tout sera réparé, n'hésite pas à nous poster une petite vidéo pour qu'on puisse le voir tourner ...
A+
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Bravo, belle prise!
attention de ne rien casser de ce qui est en verre, sinon il à l'air en très bon état
attention de ne rien casser de ce qui est en verre, sinon il à l'air en très bon état
Le diable est dans les détails (CAV737 - MECA5729 - FLNJ)
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
bonjour a tous.
j'ai vu ce moteur tourner ou ce type de moteur expérimental, pendant une porte ouverte dans une FAC pres chez moi...
le prof de meca , s'etait arraché le peu de cheveux qui lui restait a faire a la mise au point du systeme de refroidissement...
merci pour ces photos....
j'ai vu ce moteur tourner ou ce type de moteur expérimental, pendant une porte ouverte dans une FAC pres chez moi...
le prof de meca , s'etait arraché le peu de cheveux qui lui restait a faire a la mise au point du systeme de refroidissement...
merci pour ces photos....
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Joli Stirling, JCJ pour nous l'avoir présenté. et bon courage pour la restauration dont nous
attendons une belle vidéo si possible
attendons une belle vidéo si possible
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
"Bravo, belle prise!". Hélas ce n'est qu'un emprunt pour refaire la résistance chauffante et le joint de passage de la tige du refroidisseur.
C'est fait et le voila parti...
La vidéo n'est pas d'excellente qualité...
http://pagesperso-orange.fr/tsf/stirlin ... col_00.wmv
Je vais tenter de mesurer le couple... Mais je vais être déçu...
C'est fait et le voila parti...
La vidéo n'est pas d'excellente qualité...
http://pagesperso-orange.fr/tsf/stirlin ... col_00.wmv
Je vais tenter de mesurer le couple... Mais je vais être déçu...
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
est ce possible de faire une , ou plusieurs photos coté partie resistance chauffante...???..
merci...
merci...
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Coté résistance :
Résisance refaite avec du fil récupéré sur un ancien radiateur :
La résistance prend place dans le conduit du régénérateur situé dans le déplaceur, surement pour réduire au minimum le volume mort coté chaud :
Bien que cet appareil soit très bien conçu, les mesures de puissance s'avèrent décevantes : de l'ordre de 5 Watts maxi, à 150 tr/min pour une puissance de chauffage de 220 Watts ! Soit 2,3 % de rendement...
Cela ne m'étonne pas beaucoup, mais je ne comprends pas l'énorme fossé qui existe entre les mérites du moteur Stirling vanté sur Internet et les piètres résultats obtenus en pratique (du moins pour les moteurs non préssurisés). :hein:
Résisance refaite avec du fil récupéré sur un ancien radiateur :
La résistance prend place dans le conduit du régénérateur situé dans le déplaceur, surement pour réduire au minimum le volume mort coté chaud :
Bien que cet appareil soit très bien conçu, les mesures de puissance s'avèrent décevantes : de l'ordre de 5 Watts maxi, à 150 tr/min pour une puissance de chauffage de 220 Watts ! Soit 2,3 % de rendement...
Cela ne m'étonne pas beaucoup, mais je ne comprends pas l'énorme fossé qui existe entre les mérites du moteur Stirling vanté sur Internet et les piètres résultats obtenus en pratique (du moins pour les moteurs non préssurisés). :hein:
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Merci pour cette présentation trés... pédagogique ! Mais effectivement, le rendement est dérisoire...
"Lorsque j'en étais encore à les exécuter en petit, j'ai cessé d'en conclure que la chose réussirait aussi bien en grand." (Huygens)
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
merci pour les photos coté resistance...
effectivement pratique pour calculer l'energie absorbée...
pour la puissance utile du moteur ,est elle prise avec une génératrice.....???...
effectivement pratique pour calculer l'energie absorbée...
pour la puissance utile du moteur ,est elle prise avec une génératrice.....???...
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Mesure directe, comme sur la vidéo.
http://pagesperso-orange.fr/tsf/stirling/st-couple.wmv
Le volant est freiné par une corde dont on mesure la tension à chaque extrémité. Le choix de la masse en laiton fixe l'effort de freinage.
Dans cet exemple, la vitesse est d'environ 190 tr/min qu'il faut convertir en radians/secondes (en multipliant par pi et en divisant par 30, ce qui fait ici 20 rad/s), la puissance est de :
P = couple (Nm) x Vitesse(rad/s) = 0,17 x 20 = 3,4 Watts.
http://pagesperso-orange.fr/tsf/stirling/st-couple.wmv
Le volant est freiné par une corde dont on mesure la tension à chaque extrémité. Le choix de la masse en laiton fixe l'effort de freinage.
Dans cet exemple, la vitesse est d'environ 190 tr/min qu'il faut convertir en radians/secondes (en multipliant par pi et en divisant par 30, ce qui fait ici 20 rad/s), la puissance est de :
P = couple (Nm) x Vitesse(rad/s) = 0,17 x 20 = 3,4 Watts.
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Je n'étais pas encore inscrit sur YouTube, voila qui est fait...
Le moteur :
http://www.youtube.com/watch?v=0hi7pYR889E" onclick="window.open(this.href);return false;
avec un peu de musique pour couvrir tous les bruits anormaux (voitures, tourterelles, couinements de la table,...)
Le moteur :
http://www.youtube.com/watch?v=0hi7pYR889E" onclick="window.open(this.href);return false;
avec un peu de musique pour couvrir tous les bruits anormaux (voitures, tourterelles, couinements de la table,...)
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
Salut !
Ah, il semble tourner à merveille ce moteur Stirling après avoir fait les réparations nécessaires, bravo ! Après, au niveau du rendement, c'est le gros problème du Stirling malheureusement, et pourtant, c'est un moteur intéressant ...
A+
Ah, il semble tourner à merveille ce moteur Stirling après avoir fait les réparations nécessaires, bravo ! Après, au niveau du rendement, c'est le gros problème du Stirling malheureusement, et pourtant, c'est un moteur intéressant ...
A+
Re: Stirling d'étude "Leybold-Heraeus"
"... et pourtant, c'est un moteur intéressant..."
Je n'en suis plus aussi certain. Je me suis amusé à faire des simulations à partir d'un petit programme crée avec "Borland C++ Builder C" et voici comment mes illusions sur le moteur Stirling se sont effondrées...
Les paramètres de la simulation correspondent à peu près au moteur Leybold.
- En vert, le cycle de fonctionnement idéalement décrit sur beaucoup de sites. Le moteur démarre chargé d'air à son volume maxi. Génial !
Surface du cycle 26 Joules ce qui fait une puissance de 87 Watts à 200 tr/min.
En réalité l'entrainement du déplaceur par bielle ne donne que le cycle en bleu -> surface 16 Joules.
- Si on tient compte des espaces morts :
... reste plus que 9 Joules (30 Watts à 200 tr/min).
- En réalité, la pression dans le cylindre ne peut pas rester éternellement au dessus de la pression atmosphérique (fuites inévitables),le cylindre va se dégonfler et la pression se stabiliser autour de la pression ambiante :
.. reste plus que 4,5 Joules (15 Watts à 200 tr/min).
- Cette théorie est encore très optimiste, elle suppose que la pression est la même dans tout le moteur et ne tient compte d'aucune perte (frottement, brassage de l'air par le déplaceur,...). On peut encore diviser les résultats par 2 ou 3...
Et voila la réalité..., il ne reste que 5 à 7 Watts des 87 Watts du départ, ce que confirme bien l'expérience.
Sous reserve d'erreurs dans mon raisonnement : : :
Je crois que je vais me remettre à la vapeur
Je n'en suis plus aussi certain. Je me suis amusé à faire des simulations à partir d'un petit programme crée avec "Borland C++ Builder C" et voici comment mes illusions sur le moteur Stirling se sont effondrées...
Les paramètres de la simulation correspondent à peu près au moteur Leybold.
- En vert, le cycle de fonctionnement idéalement décrit sur beaucoup de sites. Le moteur démarre chargé d'air à son volume maxi. Génial !
Surface du cycle 26 Joules ce qui fait une puissance de 87 Watts à 200 tr/min.
En réalité l'entrainement du déplaceur par bielle ne donne que le cycle en bleu -> surface 16 Joules.
- Si on tient compte des espaces morts :
... reste plus que 9 Joules (30 Watts à 200 tr/min).
- En réalité, la pression dans le cylindre ne peut pas rester éternellement au dessus de la pression atmosphérique (fuites inévitables),le cylindre va se dégonfler et la pression se stabiliser autour de la pression ambiante :
.. reste plus que 4,5 Joules (15 Watts à 200 tr/min).
- Cette théorie est encore très optimiste, elle suppose que la pression est la même dans tout le moteur et ne tient compte d'aucune perte (frottement, brassage de l'air par le déplaceur,...). On peut encore diviser les résultats par 2 ou 3...
Et voila la réalité..., il ne reste que 5 à 7 Watts des 87 Watts du départ, ce que confirme bien l'expérience.
Sous reserve d'erreurs dans mon raisonnement : : :
Je crois que je vais me remettre à la vapeur
Modifié en dernier par JCJ le sam. 19 juin 2010 06:15, modifié 1 fois.
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