Le stirling n'intéresse personne ?

[invité576543]

CO2 = 0.0001 g

Tout à fait d'accord. Ce chiffre là n'est pas possible. D'ailleurs, s'il y a moins de particules à conso égale, il y a aura plus de CO2!

Peut-être est-ce le chiffre pour le CO?

Cordialement,

[invite713f8e62]

Tout à fait d'accord. Ce chiffre là n'est pas possible. D'ailleurs, s'il y a moins de particules à conso égale, il y a aura plus de CO2!

Peut-être est-ce le chiffre pour le CO?

Cordialement,

Vraisemblablement.
Pour l'influence de la diminution des particules sur l'augmentation de la masse de CO2, un ordre de grandeur : sur cycle de mesure, les émissions de CO2 des véhicules "courants" vont de 120 à 200 g/km, les émissions de particules sont elles limitées à 0,05 g/km (limite pour les véhicules actuellement produits). Il est évidemment abusif de dire que X g/km de particules en moins ne fera que X g/km de CO2 en plus, mais l'influence sera, à ma connaissance, dans l'épaisseur du trait de crayon : l'étendue de mesure, tous facteurs confondus, est de l'ordre de 3 à 4 g/km.

[invitec584173e]

je vous invite à lire ceci.. ( en anglais)
http://www.osti.gov/bridge/servlets/...H/10150018.PDF

[invite9111aa5b]

je vous invite à lire ceci.. ( en anglais)
http://www.osti.gov/bridge/servlets/...H/10150018.PDF

Ce document parle de CO mais pas de CO2, la différence est de taille.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedcba90e7]

salut

je ne connaissait pas ce type de moteur mais je vois tres bien l'application en automobile en couplant ce type de moteur a une generatrice et des moteurs elec sur les roues. le changement de regime ne posserais plus de probleme car la variation ce ferait directement sur les moteurs elec.

mais comme dit dans le reportage de E=M6 les constructeurs européens et americain ont tellement investi dans les moteurs diesels quils ont besoins de les rentabilisés. et les derniers gros investissement sont récents puisque la derniere grosse inovation est le HDI qui n'a que 5-6 ans.

on y viendra certainnement mais la situation techno-economique n'ait pas tres favorable à un tel changement.

a+
alfa

[invite713f8e62]

je ne connaissait pas ce type de moteur mais je vois tres bien l'application en automobile en couplant ce type de moteur a une generatrice et des moteurs elec sur les roues. le changement de regime ne posserais plus de probleme car la variation ce ferait directement sur les moteurs elec.

Kaess
Comment comptes-tu transmettre l'énergie aux roues ? Est-ce comme le suppose Alfabidou ? Si oui, ça m'inquiète : les alternateurs automobiles courants ont un rendement d'environ 50%. Je ne sais pas quel serait / est le rendement de l'alternateur que tu as prévu, mais si c'est dans le même ordre de grandeur, quel sera le gain réel de consommation au global véhicule ??

[inviteb943ab38]

J'ai une autre question pour Kaess

Ton proto fonctionne avec quel delta de température mininum ? y a til une température mini nécéssaire sur le point chaud (ex : 300°C) pour que cela marche ou cela peut marcher avec -10 et +60 de l'autre coté ?

[invitec584173e]

voici quelques chiffres:
Type de moteur : 4 Alpha Double effet.
Alézage Total : 2 L
Course des pistons 55 mm
Vitesse de rotation 3000 t / mn
Température haute = 400 °
Température basse = 60 °
Delta T aux régénérateurs = 250 °
Angle de décalage des pistons 90 °
Mouvement des pistons : pure Sinus ( Scotch Yoke)
Gaz dz travail = Helium à 30 Kg / cm2
Pression max par circuit : 87.55 Kg
Pression min par circuit : 35.07 Kg
Carburant utilisé pour les tests: Propane / air.

D'autres chiffres sont encore confidentiels, désolé
cela concerne les volumes morts, volumes regenerateur,
Structure regenerateurs circuit emprunté par l'helium sur un cycle etc...
Puissance globale 293 CV. (218 Kw)

[invitec584173e]

pour gidaz:
Le stirling est couplé à un alternateur. Le vehicule fonctionne avec l'électricité produite tamponné par ses batteries. L'asservissement est lent entre puissance consommée et puissance produite. C'est une des raisons pour laquelle des batteries doivent être présentes:

Un des rare usage ou le moteur Stirling serait directement couplé est la pompe à eau ou tout système s fonctionnant à vitesse constante. ( Drone avec hélice à pas variable).

[invitec584173e]

Voici le texte anglais:

Professors Ben Zinn and Yedidia Neumeier (AE) have created a new combustor (combustion chamber where fuel is burned to power an engine or gas turbine) designed to burn fuel in a wide range of devices ― with next to no emission of nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO), two of the primary causes of air pollution. The device has a simpler design than existing state-of-the-art combustors and could be manufactured and maintained at a much lower cost, making it more affordable in everything from jet engines and power plants to home water heaters. Called the Stagnation Point Reverse Flow Combustor, the Georgia Tech device, originally developed for NASA, significantly reduces NOx and CO emissions in a variety of aircraft engines and gas turbines that burn gaseous or liquid fuels.

A combustor is the part of an engine that converts fuel energy to thermal energy, which powers ignition in the rest of an engine. The SPRF design is most relevant to engines that premix fuel before burning, such as aircraft engines and turbines. The SPRF does no premixing, allowing for a simpler design, and burns fuel at a much lower temperature than traditional combustors. That lower temperature translates into a more stable and more efficient component than traditional combustors, leading to nearly zero pollutants. The design also means lower noise levels, a typical cause of damage in engines.

On parle en effet de monoxyde de Carbone et non de Dioxyde.

[invitec584173e]

oups !! Il faut corriger ma copie..

Monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz inodore et incolore. Le danger est que le sang humain absorbe environ trois cents fois plus volontiers le CO que l'oxygène. En d'autres termes, toutes les particules de CO inhalées aboutissent dans notre sang où elles se fixent sur les globules rouges et empêchent ceux-ci d'absorber l'oxygène.

Lorsque 40% des globules rouges sont touchés par le CO, il y a perte de conscience. À partir de 65%, c'est l'arrêt cardiaque.

Les symptômes d'un empoisonnement bénin par le CO sont les suivants : maux de tête, vertiges, légers problèmes respiratoires et rougeur du teint. Ce sont les mêmes symptômes que l'on observe en cas de pollution de l'air environnant par des gaz de combustion. Ces gaz se combinent, en outre, à d'autres polluants pour former, entre autres, le smog, et rendre ainsi les villes peu agréables à vivre. Les personnes asthmatiques en sont les premières victimes.

Le monoxyde de carbone (CO) provient de la combustion incomplète d'un combustible, à l'opposé du dioxyde de carbone (CO2 - qui contient deux atomes d'oxygène, et non un, pour un atome de carbone) qui est le produit d'une combustion complète. Le taux de monoxyde de carbone dans les gaz de combustion sert dès lors à mesurer la qualité de la combustion.

Le chauffage industriel et domestique ne représente qu'une très faible partie de la pollution en CO en Europe. Le principal coupable est le trafic routier.

[invitec584173e]

pour le Co2. un coup d'oeil ici:
http://www.bioenergy2005.no/download...1D/pietila.pdf

[invitec584173e]

Reste à capturer le C02...

[invitec584173e]

Equation de combustion

Etude de la combustion complète d'un hydrocarbure appliquée à la dépollution moteur.

Nous partons de la formule générique de combustion complète des Alcanes :

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) --> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Etude volumique de l'équation de combustion complète :

Considérant les gaz d'échappement en CNPT.
1 mole de gaz = 25 L
Raisonnons sur la combustion d'une mole de carburant CnH(2n+2)

L'équation précédente nous donne donc à l'échappement :
25n L de CO2
25(n+1) L de H2O
25(3n+1)/2*3.76 L de N2

Soit un total de 25n+25(n+1)+25(3n+1)/2*3.76 = 25(7.64n+2.88) = 191 n + 72 L de gaz.

Remarque : Pour n=0 les 72 L correspondent a la mole d'H2O et aux 1.88 mole de N2 issus de la combustion de l'Hydrogène pur.

Pour un alcane donné nous avons donc respectivement :

25n/(191n+72) % de CO2
25(n+1)/(191n+72) % de H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

Une division par 25 simplifierait les formules.

Ceci est valable dans le cas d'une combustion complete ( pas de création de CO ni de particules ) et idéale ( pas de création de Nox)

2)Etude massique de l'équation de combustion complete :

Etudions les rejets massiques de l'equation complète.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O]= 2*1 + 16 = 18 g/mol
[N2]=2*14=28g/mol

Le calcul sur le N2 est inutile dans le cas d'une combustion idéale ( pas de création de Nox) puisque cet élément n'intervient pas, c'est un gaz inerte.

Les masses respectives seraient donc de :
pour le CO2 : 44n
pour l'H2O : 18(n+1)

Application à l'essence ( octane pur ). n=8
[C8H18] = 8*12 + 18*1 = 114 g/mol.
La masse de CO2 rejetée par mole d'octane consommée est de : 44*8 = 352 g.
La masse de H2O rejetée par mole d'octane consommée est de : 18(8+1) = 162 g.
Le rapport consommation d'essence sur rejets de CO2 est de 352/114 = 3.09

Comme l'unité des volume est plus usuelle lorsque l'on parle de carburant, il est préférable de passer ce rapport en gramme de CO2 par litre d'essence consommée.

Sachant que la masse volumique de l'essence est de 0.74 kg/l et que 1 gramme d'essence brulée rejete 3.09 grammes de CO2, il vient : 0.74 * 3.09 = 2.28 kg de CO2 par litre d'essence brulée.

Ces 2.28 kg occupent un volume de 2280/44*25= 1295 L de CO2 rejetés par litre d'essence consommée.

De même pour l'H2O : Le rapport consommation d'essence sur rejets de CO2 est de 162/114 = 1.42
d'où : 0.74 * 1.42 = 1.05 kg d'H2O par litre d'essence brulée.

Conclusion

Un véhicule consommant 1 L d'essence va donc rejeter un peu plus d'un kilo d'eau et 2.3 kg de CO2.

L'eau se condensera assez vite directement ou sous forme de nuage et retombera sous forme liquide assez rapidement ( car il ne faut pas oublier que la vapeur d'eau est un trés bon gaz à effet de serre, bien plus "puissant" que le CO2), il n'en est rien du CO2 qui a une durée de vie de l'ordre de 100 années.

Pour les autres carburants, il suffit de remplacer le n par le carburant utilisé. Par exemple le gasoil est constitué d'alcanes ayant un n variant entre 12 et 22. Il serait également intéréssant de calculer les rejets de CO2 par rapport à l'énergie fournie par un carburant donné.

[invite713f8e62]

pour gidaz:
Le stirling est couplé à un alternateur. Le vehicule fonctionne avec l'électricité produite tamponné par ses batteries. L'asservissement est lent entre puissance consommée et puissance produite. C'est une des raisons pour laquelle des batteries doivent être présentes:

Un des rare usage ou le moteur Stirling serait directement couplé est la pompe à eau ou tout système s fonctionnant à vitesse constante. ( Drone avec hélice à pas variable).

Dans ce cas, j'ai un gros doute pour une application automobile où il faut un groupe moto-propulseur qui puisse être dynamique en régime et en charge. Si je résume tes explications, le Stirling ne travaille bien qu'à régime fixé et a une dynamique de variation de charge faible, d'où l'emploi de la solution alternateur + moteur électrique. Si l'alternateur a un rendement classique en automobile, soit 50%, je me demande ce qui restera au global de l'avantage théorique en consommation du Stirling. Il lui reste un gros avantage, vu ce que tu as posté sur les brûleurs, qui sont ses émissions à la source ; cependant, je crains que les données dont tu disposes soient des données en stabilisé. Or, l'essentiel des émissions est produit en transitoire. Je serais curieux de voir ce que cela donnerait.
En ajoutant la nouveauté industrielle que cela représente, le frein à l'application en série pour l'automobile me paraît énorme.

[invité576543]

Dans ce cas, j'ai un gros doute pour une application automobile où il faut un groupe moto-propulseur qui puisse être dynamique en régime et en charge.

Pourquoi? En partant du système de couplage thermique/moteur électrique/alternateur de la Prius, le problème saute, non? Prendre la Prius, mettre une batterie plus grosse, et remplacer le moteur Beau de Rochas par un Stirling (plutôt que par un diesel, comme étudié par certains constructeurs), ça paraît pas débile!

Au passage, quelles sont les conséquences, avec le Stirling proposé, d'arrêts et de redémarrages fréquents du moteur thermique? En termes de bruit et de cognement (le problème du diesel si je comprend bien), ou en termes de perte d'efficacité?

Cordialement,

[invite9d27da39]

Kaess tu n'a pas pas répondu à une des première question/ quel est le principe du moteur stirling et pourquoi consomme t'il peut?

[invite9111aa5b]

Kaess tu n'a pas pas répondu à une des première question/ quel est le principe du moteur stirling et pourquoi consomme t'il peut?

Bonjour,
Il existe des distributeurs automatiques et gratuit de réponse sur internet, comme par exemple Google.
Tu tapes les mots : moteurs stirling
et la première réponse t'indique ce site :
http://www.moteurstirling.com/

avec une page pour les avantages et les inconvénients :
http://www.moteurstirling.com/avancovenient.html

Ca va comme ça ? tu vas arriver à te débrouiller ?

[invite9d27da39]

Merci beaucoup pour cette réponse très précise mais les forum sont fait pour posé des questions.

[invite7c2b8e09]

Bonjour,
Pour découvrir pratiquement le principe du moteur Stirling, le meilleur moyen est d'en construire un. Voici un kit complet et fonctionnel pour 22 euros : http://navastro.fr/p535.html
Je l'ai construit, et il fonctionne parfaitement.

[invite429fc324]

Splendide,

Ayant réalisé un stage de fin d'étude sur la HQE, près de Besançon, je pense que L'AJENA pourrait sans doute être très intéressé par ce projet, il travaille pour l'Ademe de Franche-Comté.

Je vous souhaite beaucoup de succès pour votre carrière.

Comme cela a déjà été dis, la meilleure place pour ce moteur serait par exemple pour alimenter des intercommunales, avec une cogénération qui utiliserait le circuit de refroidissement pour alimenter chaudière ou simplement l'eau sanitaire (voir encore des piscines)...


Pour ce qui est de l'automobile, je ne suis pas assez calé que pour participer au débat.

Encore mes compliments !

[invitec584173e]

Bonjour,
Pour découvrir pratiquement le principe du moteur Stirling, le meilleur moyen est d'en construire un. Voici un kit complet et fonctionnel pour 22 euros : http://navastro.fr/p535.html
Je l'ai construit, et il fonctionne parfaitement.

commandé !!!

[invite713f8e62]

Pourquoi? En partant du système de couplage thermique/moteur électrique/alternateur de la Prius, le problème saute, non? Prendre la Prius, mettre une batterie plus grosse, et remplacer le moteur Beau de Rochas par un Stirling (plutôt que par un diesel, comme étudié par certains constructeurs), ça paraît pas débile!

Je n'ai peut-être pas été assez explicite :
- le Stirling seul, "tout nu", supporte mal les variations de régime -> dans un premier temps, ignorant tout du Stirling, j'avais imaginé qu'une CVT, permettant de faire une infinité de "rapports de boîte", conviendrait au problème
- mais le Stirling n'aime pas non plus les variations de charge -> la solution de Kaess : le Stirling sert à faire tourner un alternateur qui charge les batteries et alimente un/des moteur(s) électrique(s)
Mécaniquement, c'est moins simple qu'une boîte de vitesse, mais ça se fait. Par rapport à la Prius, note bien qu'il faut un alternateur plus gros, et pareil côté moteur.

Au passage, quelles sont les conséquences, avec le Stirling proposé, d'arrêts et de redémarrages fréquents du moteur thermique? En termes de bruit et de cognement (le problème du diesel si je comprend bien), ou en termes de perte d'efficacité?

Les soucis de bruit de combustion des moteurs diesel ne sont pas liés au fait de démarrer. Il s'agit d'une conséquence du procédé de combustion. Je détaillerai ici
http://forums.futura-sciences.com/thread121987.html
dès que j'aurai le temps de faire la petite synthèse ad hoc.

[invite9111aa5b]

Si l'alternateur a un rendement classique en automobile, soit 50%, je me demande ce qui restera au global de l'avantage théorique en consommation du Stirling.

Un alternateur de voiture a un rendement de 50 % (c'est peut être un peu plus) parce qu'il ne sert pas pour fournir beaucoup d'énergie, on préfère le fabriquer à l'économie. Par contre on sait faire des alternateurs à aimants permanents avec des rendements de l'ordre de 95 % pour des puissances de 100 kW.

http://www.tm4.com/eng/tm4energy/generators/
Un générateur de 40 kW avec un rendement de 96.4 % et un poids d'environ 30 kg (1.33 kg/kW).

[invitebdcb5c74]

Bonjour,

voici quelques chiffres:
Type de moteur : 4 Alpha Double effet.
Alézage Total : 2 L
Course des pistons 55 mm
Vitesse de rotation 3000 t / mn
Température haute = 400 °
Température basse = 60 °
Delta T aux régénérateurs = 250 °
Angle de décalage des pistons 90 °
Mouvement des pistons : pure Sinus ( Scotch Yoke)
Gaz dz travail = Helium à 30 Kg / cm2
Pression max par circuit : 87.55 Kg
Pression min par circuit : 35.07 Kg
Carburant utilisé pour les tests: Propane / air.

D'autres chiffres sont encore confidentiels, désolé
cela concerne les volumes morts, volumes regenerateur,
Structure regenerateurs circuit emprunté par l'helium sur un cycle etc...
Puissance globale 293 CV. (218 Kw)

Peut on faire un peu de thermodynamique et montrer comment (en simplifiant bien sûr), on arrive à 218kw avec 2L de cylindrée et un deltaT de 250° ?

Je m'interesse beaucoup aux stirlings, j'ai encore du travail pour bien tout comprendre, mais là les chiffres m'étonnent vraiment...

Merci.

[invitec584173e]

Bonjour,



Peut on faire un peu de thermodynamique et montrer comment (en simplifiant bien sûr), on arrive à 218kw avec 2L de cylindrée et un deltaT de 250° ?

Je m'interesse beaucoup aux stirlings, j'ai encore du travail pour bien tout comprendre, mais là les chiffres m'étonnent vraiment...

Merci.

le delta evoqué montre une perte dans le régénérateur rien de plus. Aussi les températures sont exprimès en degrés Centigrade, pas en degrés K. Ilfaut convertir anvant d'appliquer la formule ...

[invitec584173e]

Bonjour,

Peut on faire un peu de thermodynamique et montrer comment (en simplifiant bien sûr) ...

Je m'interesse beaucoup aux stirlings, j'ai encore du travail pour bien tout comprendre ...

Merci.

Je compte publier un texte simple pour aider chacun d'entre nous à comprendre. J'ai commencé par lire l'unique ouvrage de Sadi Carnot.. Que de la poésie! Vue par un prof de physique cela devient vite incomprehensible... Peut on concilier les deux ? Expliquer la chaleur, la température, l'entropie en gardant, juste un peu , de cette poésie originelle. Montrer que le Cycle de Stirling et le Cycle de Carnot, c'est la même chose mais c'est pas pareil. Le tout simplement. Et puis Carnot sans Kelvin et sans Clapeyron ne nous aurait pas laissé grand chose..