construire un moteur stirling

[nanotube]

Bonjour,je voudrais créer un moteur stirling pour alimenter une génératrice (sorte de groupe électrogène) et je suis tomber sur ce site mais j'ai quelques doutes.Pouvez vous m'aider SVP ?
-----

[zoup1]

en tout cas la qualité de la traduction laisse grandement à désirer...
Il ne faut pas de toute façon que tu comptes extraire une puissance importante de ce type de bricolage.

[nanotube]

normalement,il disent que le moteur tourne à 3000 trs/min

[caissa]

Je te conseille d'aller voir sur
http://www.photologie.fr/
Ce qu'il propose a l'air pas mal

[A voir en vidéo sur Futura]

[nanotube]

Le site à l'air très bien mais moi je cherche un vrai moteur stirling (un grand).

[nanotube]

Répondez SVP

[nanotube]

Mon plus gros problème c'est de fabriquer le piston du moteur stirling.

[Fred des montagnes]

Salut,

A mon avis si tu veux construire quelque chose d'un peu sérieux, un tours à métaux et une perceuse/fraiseuse est un minimum... Du coup le piston n'est plus vraiment un problème à construire.

[nanotube]

Je sais, c'est pourquoi j'avais trouver ce site mais le moteur stirling,d'après eux,tourne à 3000 trs/min ce qui est suffisent pour faire tourner mon alternateur mais je me demande si il tyourne réellement à cette vitesse (cela me parait beaucoup pour un moteur construit avec des boites à conserves !).


http://images.google.fr/imgres?imgur...%3D40%26um%3D1

[Fred des montagnes]

Salut,
La vitesse à elle seule ne veut rien dire. Il faut tenir compte du couple (la résistance à la rotation). On peut avoir des petit moteur de quelques watt qui tourne à 15000 tr/min et ont un couple de 0.001 Nm. Pour faire fonctionner une génératrice de 2000 Watts qui tourne à 3000 tr/min il faut un couple de:

T=P/w=2000/(3000*2*pi/60)= 6.4 Nm (en fait plus car le rendement n'est pas 100%).

Donc il faut partir de la puissance et dimensionner le moteur par la suite. A partir de la vitesse voulu on trouve le couple nécessaire.

[nanotube]

Merci à toi.Par contre ,j'ai oublier de préciser une chose,l'alternateur que j'ai est en fait un moteur électrique asychrone.Pourais je tout de même l'utiliser en tant que alternateur ?

[Fred des montagnes]

Salut,

C'est possible mais c'est assez compliqué et pas très souple d'utilisation. Il faut d'abord faire tourner le moteur asynchrone sur un réseau triphasé (je suppose qu'il est triphasé?) et le forcer par la suite à aller plus vite que la vitesse de synchronisme (en générale 1500tr/min ou 3000 tr/min mais il faut vérifier sur le moteur). Il va ainsi injecter de la puissance sur le réseau qui l'alimente.

[chatelot16]

ne melange pas tout : si quand tu demande comment faire un stirling tu demande aussi comment faire un alternateur , on comprendra que tu n'a aucun moyen d'arriver a rien

si tu veux faire ou essayer un alternateur , il faut le faire avec un moteur qui marche deja : le plus simple est un bon vieux moteur a essence !

les vrai alternateur dans le commerce sont assez cher , et les moteur a essence aussi

le moins chers actuellement pour acheter un bon moteur a essence de 5 ou 6 cv est d'acheter une groupe electrogene entier made in china , moteur imitation honda : on en trouve a 180euro

de plus en plus de groupe electrogene chinois actuel ont un alternateur a regulateur electronique et exitation du rotor par charbon : ca donne un meilleur rendement que les alternateur auto regulé que l'on voyait il y a quelque année

l'alternateur n'a qu'un palier , il utilise le moteur comme autre palier : pour pouvoir le monter sur un futur stirling il faut donc construire le 2eme palier et l'arbre de sortie ...

[chatelot16]

vitesse du stirling : il faut que la chaleur ai le temps de chauffer le volume de gaz : plus il est gros plus il doit etre lent

3000 t/min est possible pour un modele reduit de quelques watt

en gros de 5 cv tournera tres lentement , plutot 100t/min que 3000 : il faudra une multiplication de vitesse vers l'alternateur : grosse poulie servant de volant sur le stirling , petite poulie sur l'alternateur

[Titou16]

La discussion date un peut mais...

Un Stirling puissant (très puissant même) qui tourne vite ça existe. Voir les moteurs produits par general motors (entre autre) dans les années 80. De mémoire les plus puissants faisaient près de 200 ou même 300 chevaux (pour des tests sur des camions si ma mémoire est bonne) et tournaient à des vitesses entre 2000 à 3000 tr/mn. Ces moteurs sont pressurisés soit à l'hélium soit à l'hydrogène à haute pression (dans les 100 bars voire plus). GM a également développé le GPU-3 pour l'armée américaine (il s'agit d'un groupe électrogène ultra silencieux). Ces exemples sont tirés de "Stirling engine design manual" et de bien d'autres documents (plutôt indigestes il faut le reconnaître) sur les moteurs stirling téléchargeables sur le site de la NASA, ici :

http://search.nasa.gov/search/search...+design+manual

ou là :

http://fr.scribd.com/doc/20191898/St...-Design-Manual

Évidemment ces moteurs ne sont pas à la portée de novice ni même de d'amateur éclairé disposant de solides moyens d'usinages et de quelques compétences techniques comme c'est mon cas. Voici pour l'heure mon meilleur moteur (Stirling alpha 4cylindres présurisé de 29cc).



Je compte bien faire mieux, mon projet est aussi de fabriquer un groupe electrogène stirling. J'y travaille depuis 2009, date de la fabrication de mon premier moteur. Mais c'est loin d'être évident. Il faut énormément de temps et de reflexion. Heureusement de part mon metier ça ne me coute pas cher. Mais pour celui qui n'a aucun moyen d'usiner des pièces ou se procurer de la matière, il faut oublier.

[invite07941352]

Re,
Philips avait commercialisé un petit groupe électrogène . On les trouve facilement ...en photos !
Sinon, ils sont devenus la proie des collectionneurs et donc introuvables ...Il existe peut être au moins un modèle pour la marine de plaisance ( pas de parasite pour les liaisons radio , car pas d'allumage haute tension pour la bougie ) .

[invite7598bdd7]

La discussion date un peut mais...

Un Stirling puissant (très puissant même) qui tourne vite ça existe. Voir les moteurs produits par general motors (entre autre) dans les années 80. De mémoire les plus puissants faisaient près de 200 ou même 300 chevaux (pour des tests sur des camions si ma mémoire est bonne) et tournaient à des vitesses entre 2000 à 3000 tr/mn. Ces moteurs sont pressurisés soit à l'hélium soit à l'hydrogène à haute pression (dans les 100 bars voire plus). GM a également développé le GPU-3 pour l'armée américaine (il s'agit d'un groupe électrogène ultra silencieux). Ces exemples sont tirés de "Stirling engine design manual" et de bien d'autres documents (plutôt indigestes il faut le reconnaître) sur les moteurs stirling téléchargeables sur le site de la NASA, ici :

http://search.nasa.gov/search/search...+design+manual

ou là :

http://fr.scribd.com/doc/20191898/St...-Design-Manual

Évidemment ces moteurs ne sont pas à la portée de novice ni même de d'amateur éclairé disposant de solides moyens d'usinages et de quelques compétences techniques comme c'est mon cas. Voici pour l'heure mon meilleur moteur (Stirling alpha 4cylindres présurisé de 29cc).



Je compte bien faire mieux, mon projet est aussi de fabriquer un groupe electrogène stirling. J'y travaille depuis 2009, date de la fabrication de mon premier moteur. Mais c'est loin d'être évident. Il faut énormément de temps et de reflexion. Heureusement de part mon metier ça ne me coute pas cher. Mais pour celui qui n'a aucun moyen d'usiner des pièces ou se procurer de la matière, il faut oublier.

.............................. .............................. .............................. .............
--------------------------------------------------------------------------

Salut,

Nanotube:

je crois que tu a meilleur temps d'acheter un groupe d'électrogène diesel entre 180-400 Euro.. si j'ai bien compris tu cherche a produire de l'énergie.. la source calorifique ne me semble pas la meilleur solution.. Il y a quelque temps j'ai discuté avec un réparateur de moteur électrique, pour les transformer en alternateur, il m'a expliquer que je perdais mon temps car la production d'énergie serait minime, sutout s'il a des balais encore plus.. un moteur n'est pas conçu pour aller dans ce sens, et finirait vite par se détériorer... Malgré que le principe est cazi-le même.. que si je voulais créer de l'énergie qu'il me faudrait absolument un vrai alternateur conçu pour.. j'espère t'avoir aider et désolé de n'avoir rien d'autre a te proposer.. Sorry!!

Titou16:

Excellent tes liens!! je voulais te demander si par hasard tu arriverais a me trouvé les plans breveté, ou juste les plans ou un liens vers l'endroit qui me permettrais de trouvé ça, de Nicolas Tesla.. pour moi c'est le plus grand génie que la terre a eu ce dernier millénaire.. et je n'ai jamais rien pu trouvé en plan, et avec/sans explication.. j'ai toujours voulu voir si je pouvais réaliser quelque une de ces inventions.. ton aide me serait précieuse.. voici mon email: XXXXXXXXXXXX
si tu trouve quelque chose, je me connecte peux sur ce site pour cette raison je me permet de poster mon email.. Merci d'avance

[LPFR]

Bonjour.
Pas d'adresses e-mail dans les messages.
Communiquez par "message personnel".
Pour la modération.

[sfrancois6]

Bonjour,
Je re-dépoussière cette discussion. nanotube voulait des conseils pour construire un moteur stirling. Pas un jouet mais un moteur relativement puissant. Dans la pratique, celà peut paraître difficile mais pourquoi pas. Il faut, je pense, revenir aux bases de ce moteur. Le cycle stirling a comme transformation: un chauffage isochore, une détente isotherme, un refroidissement isochore et une compression isotherme.
1) Choix des matériaux
Pour avoir de bon rendements, il faut choisir les bon matériaux. Le moteur stirling comportant des transformations isothermes (température constante), il faut un matériau ayant une grande conductivité thermique. Nous avons comme métal ayant une grande conductivité thermique: l'argent, le cuivre, l'or et l'aluminium. Eliminons tout de suite l'or et l'argent à moins que vous avez gagné au loto. Reste le cuivre et l'aluminium. Malgré l'augmentation du prix du cuivre, ce dernier est le plus intéressant (fusion à plus de 1000°C contre 600°C) et la conductivité thermique est meilleure. Nous voyons beaucoup sur le net des videos de moteurs stirling avec des tubes en pyrex, alors que sa conductivité thermique est mauvaise et empêche une réelle compression ou détente isotherme).

2)Régénérateur
Robert stirling a inventé le régénérateur (récupérateur ou économiseur) qui doit normalement permettre de récupérer de l'énergie thermique. Le régénérateur récupère la chaleur du gaz chaud, dans un sens de circulation, et la restitue dans l'autre sens, lorsque le gaz est froid. Je pense que ce dispositif paraît compliqué à concevoir pour un amateur et doit être mis de côté, les bénéfices ayant de grandes chances d'être nuls. Ce régénérateur risque au contraire d'être un volume mort.

3) choix du type du moteur stirling
Il existe différents type de moteur stirling dont l'alpha, le bêta et le gamma. L'alpha et le bêta sont théoriquement ceux qui ont le meilleur rendement. Je pense que l'alpha est le plus à construire. De plus, la source chaude est bien dissociée de la source froide, ce qui enlève une complication

Voici mes premiers conseils. Si d'autres personnes en voient d'autres, veulent commenter ce que j'ai écrit ou même contredire, ils sont les bienvenues.

[sfrancois6]

4) le volant d'inertie
Le volant d'inertie permet de stocker et de restituer de l'énergie cinétique. Ainsi, le travail récupéré lors de la détente isotherme permet la compression isotherme grâce au volant d'inertie. Ce volant doit être conçu pour qu'il y ait le moins de frottement possible. Il existe plusieurs types de guidage en rotation: utilisant le principe d'interposition d'éléments roulants (roulements à billes, à aiguilles) et par paliers lisses (paliers à glissement, hydrodynamiques, hydrostatiques, autolubrifiants et magnétiques).
On peut aussi utiliser un système de manivelle-cadre (scotch yoke) qui permet d'obtenir un cycle plus proche du cycle théorique ( http://www.youtube.com/watch?v=lu5eJU6Exz4 ). Par contre, ce système peut avoir des pertes plus imortantes par frottement qui peuvent rendre nulles l'intérêt de ce système. Il faut ainsi prévoir des matériaux utilisables de frottement

[sfrancois6]

5) choix du gaz
Plus vite la chaleur diffuse dans le gaz, plus vite on pourra faire tourner le moteur et gagner en puissance et/ou en rendement. Le plus simple est bien sûr d'utiliser de l'air mais il faut savoir que la chaleur se diffuse dans l'hélium 10 fois plus vite que dans l'air et l'hydrogène 8 fois plus vite. L'avantage de ces gaz pose un autre problème: l'étanchéité. Si votre système n'est pas étanche, vous ne ferez pas longtemps tourner votre moteur avec l'hélium ou l'hydrogène. Attention tout de même à l'hydrogène qui est explosif.

6) L'étanchéité
les pistons réalisés doivent permettre une bonne étanchéité du système avec le moins de frottement. Pour un amateur, celà peut paraître pour certains compliqué à réaliser. Une autre solution serait d'utiliser des pistons membranes. Choisir une membrane ayant une grande élasticité (caoutchouc, ex PTFE). Ce piston membrane empêche de travailler à des hautes températures (250°C pour le PTFE). On peut par contre l'utiliser sans problème du côté de la source froide . Mais si on veut utiliser par exemple de l'hélium ou de l'hydrogène, les pistons membranes sont la meilleur alternative.

7) Pression
Augmenter la pression du système augmentera le rendement du système mais les problèmes d'étanchéité sont difficiles à résoudre dès qu'on souhaite avoir des pressions de fonctionnement élevées. Les pistons membranes peuvent être une solution si vous désirez augmenter la pression. Attention à ne pas faire exploser la maison.

[sfrancois6]

Je voulais revenir sur le choix des matériaux. j'ai indiqué que du fait de transformations isothermes, il fallait un matériau ayant une bonne conductivité thermique tel le cuivre. mais le cuivre ne devra être utilisé que où se trouve les échangeurs thermiques (source chaude et source froide), le reste du moteur devant être fait avec un matériau isolant. Je reviendrais sur le dimensionnement du moteur afin d'obtenir une puissance acceptable (environ 300 watt ou plus). Ceux qui connaissent le moteur stirling voire la thermodynamique peuvent faire partager leurs connaissances en précisant quels devraient être les volumes pour des différences de températures raisonnables (possible pour un particulier avec par exemple une parabole solaire thermique, lentille de fresnel,...) pour avoir un moteur stirling d'une puissance de 300 watt ou plus. De part ces volumes, ces matériaux, nous pourrons connaître le coût d'une telle réalisation, le but n'étant pas d'avoir un bon rendement (par rapport au cycle carnot).

Bonne soirée

[Anacarsis]

De part ces volumes, ces matériaux, nous pourrons connaître le coût d'une telle réalisation, le but n'étant pas d'avoir un bon rendement (par rapport au cycle carnot).

Bonne soirée

mais quel est le but plus précisément alors?

[sfrancois6]

Un bon rendement est utile lorsqu'il s'agit d'énergie payante telle le gaz, le pétrole et qu'on est besoin d'un minimum d'espace. Par contre, l'énergie eolienne et l'énergie solaire n'est pas pas payante. Qu'on est beaucoup de perte avec l'énergie solaire n'est pas grave du moment qu'on arrive à obtenir la puissance désirée par rapport à notre surface d'habitation. Les cellules photovoltaiques ont un rendement par exemple de 15 à 20% pour les meilleures. Ce qui serait intéressant, par exemple, c'est de comparer des panneaux photovoltaiques à un moteur stirling. La puissance des panneaux solaires photovoltaiques dépendent d'une surface, le moteur stirling dépend d'un volume. Les comparaisons pourraient se faire en coût de fabrication pour même puissance et l'encombrement que prendrait ces 2 systèmes

[Anacarsis]

D'accord, c'est un raisonnement qui se tient en effet. Mais quelle serait l'énergie utilisée? Car si c'est l'énergie solaire et que c'est moins efficace que les panneaux solaires, c'est quand même la surface qui compte à la fin... bon il peut y avoir la différence de coûts pour les panneaux solaires... ils ne sont pas particulièrement bon marché en effet...

[sfrancois6]

Le mieux est de le comparer au panneaux solaires qui ont un très mauvais rendement et est très répandus dans nos habitations.

Pour revenir au stirling, le travail net récupéré Wnet est égal à la somme du travail récupéré au cours de la détente (travail positif) et du travail qu'il est nécessaire de fournir au cours de la compression du gaz (travail négatif) :
Wnet = Wdet + Wcomp
Wnet = ∫det PdV + ∫comp PdV
avec P = nRT / V
ce qui donne :
Wnet = ∫det (nRTmax / V) dV + ∫comp (nRTmin / V) dV
Wnet = nR (Tmax - Tmin) ln Vmax / VMI®n

PV=nRT
Pour 1 litre(0.001m3) et 20°C(293.15K)
n=(101325*0.001)/(8,3144621*293.15)=0.041571199 50253107137751750819032
Pour 4.35 litres de volume(VMI®n),un volume max d'environ 11,82 litres, une source chaude à 220°C et une source froide de 20°C, le travail net récupéré sera de:
Wnet=0.04157119950253107137751 750819032*4.35*8,3144621*200*l n(2,71828)=300.7085 Watt

voici un exemple de volume et de température pour obtenir une puissance de 300 Watt