Le stirling et les differents métaux

[Charly 57]

Bonsoir Titou

Je viens de trouver çà sur les acier alliés au chrome et au nickel ( des INOX)

La conductibilité thermique (en cal.cm/cm2.s.°C) vaut 0,06 pour une nuance à 12% de chrome et descend à 0,045 pour 26% de chrome.
Le nickel diminue aussi la conductibilité pour les austénitiques (0,04 pour du 18-8, 0,033 pour du 25-20).

tout çà vient de là:
http://mediamef.utt.fr/modules/P1/M1-2/EXPORTS_S124.publi/web/res/Caracteristiques_materiaux.pdf
en bas de page 18

Çà peut expliquer les différences de comportement que tu as constaté entre l'acier et un inox ....

 

[xenobus]

Salut titou16,

je vois sur cette image que tu utilise un joint rectangulaire, pourrais tu me dire ou trouver ce genre de joint?
Merci

 

[metal89]

Je me suis posé des questions à ce sujet et j'ai trouvé un peu tout et son contraire sur les forums anglo-saxons et français.

J'ai retenu qu'il y a plusieurs choses à prendre en compte:
1/ le coefficient de dilatation thermique --> Risque de serrage ou de fuite. l'aluminium et le zinc se dilatent presque 2 fois plus que la fonte
http://www.simulationmateriaux.com/...iste_coefficients_de_dilatation_thermique.php

2/ la compatibilité électrochimique : couple galvanique entrainant de la corrosion ou un serrage (typique alu-alliage cuivre, acier-alliage cuivre)
http://www.apper-solaire.org/Pages/... ECS face a la corrosion galvanique/index.pdf
l'interposition d'un film d'huile ou d'un vernis suffit à supprimer le problème

3/ la conduction thermique

4/ la dureté relative des matériaux qui provoquent une usure prématurée pour l'un des composants : sans importance pour un proto qui ne tourne pas des centaines d' heures

5/le coefficient de frottement que l'on doit réduire autant que faire se peut . Exemple serrage et frottement alu-alu si pas de précautions
J'ignore comment les Stirling sont lubrifiés car les huiles se décomposant vers 250°C il peut y avoir un problème sur le cylindre chaud en fonctionnement continu. C'était le problème n°1 des Stirling qui ont été évoqués plus haut dans ce post
Pour le cylindre chaud une solution de type cylindre fonte-piston graphite pourrait tenir la route, vu que l'on en trouve de toute les formes et dimensions.
http://www.graphitestore.com/items_list.asp/action/prod/prd_id/25/cat_id/22

J'ai lu, il y a pas mal de temps déjà, sur le forum HMEM un gars qui était très satisfait de la solution que tu avances mais c'était de la vapeur surchauffée sur un moteur stationnaire. C'est probablement une solution à tester pour le cylindre chaud mais médiocre (conductivité du laiton ou fonte) pour le cylindre froid

Patrick

 

[Titou16]

Mon premier Stirling, un gamma a un cylindre alu et un piston laiton (très finement ajusté, moins d'un centième de jeu). Il a pas mal tourné celui là et il existe toujours. Le piston et le cylindre ont des micro rayures, mais l’étanchéité est toujours très bonne. Pas d'huile. Andy Ross utilisait un autre couple. Acier fonte je crois, sans huile également, sur des moteurs tournant jusqu'à près de 5000 tr/mn. D'après ce que j'ai compris ces moteurs ont par la suite été donnés à des universités où ils ont beaucoup tournés. D'ailleurs, ceux qui seraient interressés pour lire son bouquin, voici le lien (c'est en Anglais mais y a des photos) :

http://dl.dropboxusercontent.com/u/23001965/making%20Stirling%20Engines.pdf

Je suis en contact avec lui depuis 2 jours et lui aussi, pense qu'en grande partie le problème vient des joints.

Mon premier alpha, celui qui tournait à 2700 tr/mn avait des chemises en laiton et pistons alu. Même topo. Je compte donc reconduire cette solution. Mais vu mes petits soucis d'appro en alu, je me demande ce que donne bronze/fonte. Coté frottement je pense qu'il y a pas de soucis. C'est coté usure que je m'interroge. Et puis petit inconvénient les pistons sont plus lourds.

En y réfléchissant, la solution sans joint est tentante d'autant plus qu'on a affaire à de grosse cylindrée. La précision d'usinage est toujours la même. Il faut appairer à moins d'un centième. Mais le volume de gaz étant beaucoup plus important, car croissant au cube lorsqu'en augmente l'echelle, la surface de passage due à la fuite croit nettement moins vite d'où une fuite relative moindre. Ce qui permet alors de pressuriser quand même. Il suffit de maintenir la pression par un compresseur externe comme c'est le cas du Philips notamment. Après combien d'heures cela peut il tenir?

@ Xenobus : Il s'agit tout simplement d'un torique dans une gorge rectangulaire.

 

[stanloc]

Et le traitement NICRASIL ????
Stan

 

[Titou16]

Effectivement les traitements de surfaces comme celui que tu évoques ou les nombreux autres représentent une excellente piste pour résoudre techniquement le problème. Y a que la question du prix après. Pour l'industrie, dans le cas d'une production série, ça poserait pas de problème. Pour un particulier c'est déjà moins évident. Mais sinon c'est sûrement là que se trouve la solution.

Il y a par exemple le chrome dur. Il y a une entreprise à 15 kms de chez moi. Quand je bossais chez Legrand on avait souvent recours à eux pour les alvéoles de moules. C'est très cher. Mais vu la taille des pièces c'est peut être jouable. Je pense que ça n’excéderait pas les 75€. Après y a sûrement mieux comme traitement pour du glissement et de la résistance à l'usure mais je connais pas les prix. Je sais qu'on faisait faire d'autres traitements et il me semble bien qu'il y avait celui que tu évoques mais j'ai jamais baigné dedans.

 

[stanloc]

En transfert de chaleur mais peut-être trop lent les caloporteurs sont spectaculaires (très utilisés dans le moulage des plastiques). J'ai une cuillère à glace (courante dans le commerce) qui fonctionne sur ce principe c'est bluffant.
En aviation sur moteurs à explosion très puissants il y a des soupapes au sodium qui sont refroidies sur le même principe.
Juste des sujets de réflexion.
Stan

 

[Charly 57]

Bonsoir Titou

là:
http://www.raymondnicolet.ch/telechargement.htm
il y a des bouquins telechergement gratuits d'ingénieur où il y a beaucoup de réponses.
Les glissements de différentes matières les unes sur les autres y sont cachée ( dans le tome 1 il me semble)
Je n'ai pas tout lu ni tout compris, mais avec du temps (et un aspirine) on trouve beaucoup de renseignements.

Si ça peut t'aider ....

 

[Charly 57]

Re bonsoir
J'ai aussi trouvé que faire des chicanes (gorges perpendiculaires au déplacement du piston) sur le piston, provoquait une augmentation des pertes de charge à l'écoulement des fuites et donc une meilleure étanchéité dynamique.
Dans la gamme d'usinage, faire les chicanes avant la phase d'ajustement car l'outil repousse un peu le métal et le centième au diamètre est perdu !!!
Ca marche même à sec, et sans joint.
C'est comme la foule dans la rue, plus l'écoulement est perturbé, moins ça avance !!! et donc moins ça fuit.
Dans le livre que j'ai (traduit du russe) ils indiquent que la profondeur des gorges doit être supérieure ou égale à leur espacement pour approcher les pertes de charges maximales. Ils indiquent aussi que les longueur des parties lisses ( métal piston contre métal de la chemise ) doivent être assez petites devant le jeu entre piston et chemise pour que l'écoulement n'aie pas le temps de se stabiliser mais de rester en écoulement turbulent. Donc en synthèse, espacement entre deux gorges inférieur ou égal à 5 fois le jeu entre chemise et piston et profondeur de la gorge supérieur à l'espacement. Nombre de gorges = le maximum que tu auras la place de faire !!
(A adapter à son outillage et à son modèle .... car la théorie c'est bien mais la pratique, c'est ce que tu peux faire... )
PS mon scan est HS

 

[fredcoach]

Re bonsoir
J'ai aussi trouvé que faire des chicanes (gorges perpendiculaires au déplacement du piston) sur le piston, provoquait une augmentation des pertes de charge à l'écoulement des fuites et donc une meilleure étanchéité dynamique.
Dans la gamme d'usinage, faire les chicanes avant la phase d'ajustement car l'outil repousse un peu le métal et le centième au diamètre est perdu !!!
Ca marche même à sec, et sans joint.
C'est comme la foule dans la rue, plus l'écoulement est perturbé, moins ça avance !!! et donc moins ça fuit.
Dans le livre que j'ai (traduit du russe) ils indiquent que la profondeur des gorges doit être supérieure ou égale à leur espacement pour approcher les pertes de charges maximales. Ils indiquent aussi que les longueur des parties lisses ( métal piston contre métal de la chemise ) doivent être assez petites devant le jeu entre piston et chemise pour que l'écoulement n'aie pas le temps de se stabiliser mais de rester en écoulement turbulent. Donc en synthèse, espacement entre deux gorges inférieur ou égal à 5 fois le jeu entre chemise et piston et profondeur de la gorge supérieur à l'espacement. Nombre de gorges = le maximum que tu auras la place de faire !!
(A adapter à son outillage et à son modèle .... car la théorie c'est bien mais la pratique, c'est ce que tu peux faire... )
PS mon scan est HS

En effet, les changements de section de l'écoulement amènent de fortes variations de pression, des pertes de charge et un écoulement très turbulent.
C'est l'étanchéité dynamique qui explique l'efficacité des segments qui sont pourtant fendus.
Plus la différence de pression entre les faces du piston est importante plus la vitesse du fluide qui s'échappe est grande et donc plus les pertes de charge à chaque chicane sont grandes.

 

[metal89]

Superbe la doc d'Andy Ross
Très bien les livres de Nicolet
Pour ma part j'utilise souvent le site http://www.roymech.co.uk/

J'ai fait un petit calcul, assez grossier, pour un cylindre alu de D=60,01mm et un piston laiton ajusté à 60mm
K_alu=2.33 E-5 ; K_laiton=1.85 E-5
Augmentation de température de 350°C

Dcyl1=Dcyl0*(1+k_alu*T)=60,01*1,008155= 60,49mm
Dpist1=Dpist0*(1+K_laiton*T)=60,00*1,006475=60,39 mm

Sauf erreur de ma part on obtient un jeu de 0.1mm au rayon, donc ça fuit.
Si c'était le contraire, cylindre laiton et piston alu on serrerait à chaud avec un jeu aussi faible

Je reste perplexe car apparemment les moteurs marchent

Patrick

 

[metal89]

errata: lire 0.1mm au diamètre

Patrick

 

[Titou16]

Dans la gamme d'usinage, faire les chicanes avant la phase d'ajustement car l'outil repousse un peu le métal et le centième au diamètre est perdu !!!

Oui bien sur, je fais comme toujours comme ça, je connais un peu le travail du métal. La surface cylindrique doit être la dernière opération. Je fais aussi le trou de l'axe avant pour les mêmes raisons.

Tu es donc préparateur méthodes? On est collègue alors, si c'est le cas.

C'est très intéressant ce que tu dit sur les stries. Il m'est arrivé d'en faire sur certains pistons mais j'ai arrêté ne voyant pas la valeur ajouté. T'es explications permettent d'y voir plus clair et d'en comprendre l’intérêt.

Ton calcul est probablement juste, Patrick. Mais les pistons ne montent pas à cette température. Le piston chaud ne monte probablement pas au delà de 100°C je pense. Si tel était le cas le moteur serait bien trop chaud. Seul le cylindre de chauffe doit chauffer. Le reste doit être maintenu "assez" basse température. D'ailleurs il est même prudent de refroidir le cylindre chaud par une circulation d'eau autour afin de stopper la propagation des calories par conduction jusqu'au cylindre froid. Ce que je ferai si besoin est.

 

[Titou16]

Je pense que la vitesse de rotation à vide du moteur n'est pas un bon indicateur de ses capacités, d'autant que je soupçonne le stirling d'avoir un couple variable en fonction de la vitesse de rotation.

Patrick

Je suis pas de ton avis sur ce point. Pour moi la vitesse à vide est au contraire un très bon indicateur. Car plus le moteur tourne vite plus ça veut dire que le transfert de chaleur du cylindre chaud au gaz de travail d'une part, puis du gaz de travail vers au refroidisseur d'autre part, est efficace vu que plus le régime augmente, moins il a de temps pour s'effectuer. Ça prouve aussi que le système de refroidissement et bien dimensionné pour évacuer les calories et ne sature pas. De même, ça prouve que le gaz de travail rencontre peu de résistance lors de ses trajets. Ce qui est une propriété difficilement conciliable avec un bon échange. Andy Ross pense d'ailleurs que les ailettes sont trop proches les unes des autres dans mon refroidisseur et que ça freine trop le flux d'air. Enfin il faut plus de puissance à un moteur pour tourner à 2 x N (tr/mn) que pour tourner à N (tr/mn) compte tenue que les pertes de charges augmentent avec le régime.

 

[stanloc]

Il n'y a qu'une issue : mesurer la puissance du stirling à tous les régimes.
Un moteur électrique série a une vitesse à vide théoriquement infinie ; en pratique des vitesses de plusieurs dizaines de milliers de tr/mn mais leur max de puissance est obtenue à des vitesses très inférieures.
Stan

 

[Titou16]

Oui c'est sûr qu'il faut tracer la courbe de couple et de puissance comme pour un moteur à explosion pour savoir à quel régime se situent le couple et la puissance max. Mais à la base, si après une amélioration le moteur gagne en vitesse à vide, on peut dire que ça sent bon.

 

[metal89]

Bonsoir à tous
1/ le rendement de transformation Chaleur --> Travail dépend de la différence de température entre la source chaude et la source froide. Le rendement théorique maximal (rendement de Carnot) vaut
Rdt= 1- T_froid/ T_chaud ; c'est la fête quand on atteint 30 à 50% du rendement théorique
Avec T_chaud= 120° (393 K) et T_froid= 40°C (313 K) on a Rdt=1-313/393=1- 0.796 = 0.20. Donc tabler sur 0.06 de rendement réel signifie que seulement 6% de la chaleur sera transformée en travail.
Avec T_chaud= 350°C (623 K) on ne pourra dépasser 0.5.

Dans le livre "The Philips stirling engine" l'auteur Hargreaves décrit un certain nombre de moteurs industriels. La température du cylindre chaud était comprise entre 550°C et 650°C. La source froide était de l'eau à 15°C ou 20°C. Donc un rendement de Carnot de 0.69. Les rendements mesurés (donc réels) pour des pressions de l'ordre de 100 à 160 bars s'échelonnaient entre 23 et 38%, ce qui est remarquable.

2/ je partage le raisonnement sur la vitesse à vide car le problème des flux à échanger (entre 14 W/cm² et 30 W/cm² dans les gros moteurs) a constitué l'un des plus gros challenge du Stirling industriel. C'est pourquoi la conductivité thermique du gaz est prioritaire par rapport à sa capacité calorifique. Par contre je confirme que le couple moteur diminue avec la vitesse de rotation d'après les données du livre cité.

3/ l'étanchéité est resté un casse-tête, à l'époque les matériaux céramiques étaient balbutiants. Une des solutions était d'utiliser des segments dans des gorges larges avec un taux de fuites connu et volontaire. Je ne suis pas motoriste donc voilà l'info,...

Bonne suite, Patrick

 

[moissan]

bien sur quand une modification augmente la vitesse a vide il y a de forte chance que ça augmente aussi la puissance a la vitesse optimum ...mais mefiance

l'effet d'un bon regenerateur est de limiter le debit , donc reduire la vitesse maxi

le regenerateur economise de la chaleur donc si on a une grosse source de chaleur dont on ne mesure pas la puissance le regenerateur peut paraitre completement inutile ... par contre si on mesure la puissance de chauffage on peut constater qu'avec regenerateur on fait la même puissance avec 2fois ou 3 fois moins de chaleur que sans regenerateur

le resultat peut etre qu'avec un petit bruleur a meche on fait la puissance maxi du moteur , alors que sans regenerateur il faut un feu d'enfer

le regenerateur n'augmente pas forcement la puissance maxi du moteur : il est inutile si on dispose d'une source de chaleur gratuite et abondante ... ce qui est rare car même si on prend la chaleur solaire , il n'y a pas de compteur sur le soleil , mais la parabole pour concentrer le soleil n'est pas gratuite : si le regenerateur multiple le rendement par 2 ou 3 on est content de pouvoir diviser la surface de parabole dans la même proportion

dans ton refroidisseur a ailette : quand le gaz passe du chaud vers le froid il se fait bien refroidir , mais quand il passe dans l'autre sens il est envoyé completement froid dans le volume chaud : le refoidissement du gaz passant dans le sens vers le chaud est completement inutile

quand il y a un bon regenerateur le refroidissement du gaz qui sort du cylindre froid pour aller coté chaud n'est pas nuisible car ce froid est accumulé dans une partie de regenerateur ... au passge dans l'autre sens le gaz recuperera se froid : conclusion l'echangeur froid peut etre 2 fois plus petit car il est utile dans les 2 sens

le refroidissement ne doit pas se faire que dans cet echangeur froid , il doit se faire aussi par toute la surface du cylindre foid , qui devrait avoir sa circulation d'eau aussi

je pense même que dans certain cas l'echangeur froid est inutile : le refroidissement du cylindre froid suffit

pour le cylindre chaud il faut distinguer l'etanchéité et la resistance a la chaleur : un piston tres haut en materiaux mauvais conducteur genre inox creux et mince , un faible jeu entre piston et cylindre dans la partie chaude , guidage et etancheité loin de la partie chaude : donc aucun probleme pour mettre un joint viton ou teflon

le haut du piston resemblera donc a un deplaceur de stirling beta : le bas du piston ne verra jamais la chaleur

une etancheité dynamique par succession de faible jeu et de plus grande large bouffe de l'energie : un ajustement avec faible jeu simplement assez long pour que la chaleur n'arrive pas jusqu'au joint perd moins d'energie

 

[Charly 57]

Oui c'est sûr qu'il faut tracer la courbe de couple et de puissance comme pour un moteur à explosion pour savoir à quel régime se situent le couple et la puissance max. Mais à la base, si après une amélioration le moteur gagne en vitesse à vide, on peut dire que ça sent bon.

Bonjour
A vide, la vitesse est stable pour l'égalité:
pertes = puissance fournie par la source chaude ( donc rendement nul !! )
Donc plus il tourne vite à vide, moins il y a des pertes, OK, mais en charge, les poussées seront plus importantes et les pertes mécaniques se répartiront autrement !!! De plus les vitesses de transfert seront plus faibles et les échanges de température en seront modifiées -> les échangeurs risquent d'être en limite de dimensionnement : pour la même chauffe, dans un moteur rapide il y a moins de puissance thermique transportée par tour ( et donc livrée aux échangeurs thermiques) , en regard du même moteur ralenti par une charge ....
Puissance = couple x vitesse
Tu as raison, seul un banc de test permettra de trancher.

Enfin, ce n'est que mon avis ....

 

[Charly 57]

Ce que dit Moissan est assimilable au "réchauffage par soutirages" qui est utilisé dans les centrales électriques.
Le rendement de Carnot est meilleur si on prend un peu de vapeur chaude pour réchauffer l'eau "froide" qui retourne à la chaudière.
Il est normal de penser que l'on améliore le rendement si on conserve l'énergie thermique dans le cycle, plutôt que de la perdre dans la source froide.
Mais le fluide dans les centrales est à sens unique alors que dans le stirling, le fluide va dans les deux sens !!
Le régénérateur devra alors être calculé pour un débit donné, des matériaux accumulateurs donnés, etc ....

Une différenciation du circuit aller et retour ( clapet ) permettrai de mieux visualiser l'effet du regénerateur:
Aller depuis la source chaude vers le piston moteur via le réfrigérant
et
Retour depuis le piston moteur vers la source chaude via le régénérateur
mais les volumes morts augmenteront beaucoup !!!!

Ce n'est qu'une idée que je n'ai pas essayée .. (donc peut être une mauvaise idée)

 

[moissan]

on peut comparer le regenerateur et le rechauffage de l'eau de remplissage de la chaudiere par soutirage

mais il y a une enorme difference : dans le stirling le va et vient de gaz entre le chaud et le froid est enorme : l'absence de regenerateur fait un gaspillage enorme

dans la machine a vapeur le rechauffage de l'eau de remplissage de la chaudiere consome une energie assez faible : le rendement d'une machine a vapeur simple est deja assez proche du rendement de carnot

a basse temperature la vapeur donne un faible rendement de carnot , mais la grande difference de volume entre l'eau est la vapeur fait que l'on obtient facilement un rendement reel presque egal au rendement de carnot

plus on monte en pression et temperature , plus il devient utile d'aller chercher les detail du cycle

en stirling , le regenerateur n'est pas un detail pour gagner les dernier % de rendement : c'est un element principal du moteur

 

[Charly 57]

Ce troisième message parce que le sujet est différent:
Je vois que le carter moteur est étanche sur l'arrière des pistons. Il me semble que lorsque le moteur tourne, il y a variation du volume arrière (dans le carter) donc potentiellement une "contre poussée" sur le piston moteur.
Si au repos la pression dans le moteur est égale à la pression dans le carter, la contre poussée va être significative et va freiner le moteur ( sauf si le volume dans le carter est infini !! ).
Si on pressurise le coté moteur sans pressuriser le carter cette contre poussée sera mathématiquement réduite dans le rapport des pressions et le moteur aura plus de puissance.

C'est peut être pour çà qu'il y a une soupape sur le carter sur certains stirling de grosse cylindrée ???

Qu'en pensez vous ?

 

[moissan]

le volume du carter sous les 2 piston est variable : ce volume va donc se faire comprimer et detendre a chaque tour , mais ce n'est pas forcement une perte d'energie : l'air est elastique : ça prend une energie pour comprimer et ça la rend presque entierement a la detente

quand ça tourne vite , il y a moins de perte par compression et detente , que par laminage dans un trou de mise a l'air libre trop petit

a grande vitesse la compression et detente ne fait pas de perte d'energie : c'est presque adiabatique

a basse vitesse c'est autre chose : compression veut dire echauffement , et la chaleur a le temps de sortir par les parois : et le gaz refroidi ne redonne pas toute l'energie a la detente

comme le stirling doit tourner a une vitesse assez lente pour permettre des bon echange thermique on peu avoir peur que la compression dans le carter perde un peu d'energie : il faut donc un grand volume de carter pour que la variation de pression soit assez faible , pour ne pas faire de grosse variation de temperature

il est interessant de faire comme les compresseur de frigidaire : carter du vilbrequin completement ouvert , et tout enfermer dans une boite etanche : volume de carter maximum ... etanteité ne depandant que de la boite et non des multiple assemblage des piece du moteur ... bien sur resultat un peu triste pour un modele reduit ou l'on aime voir de la belle mecanique

il est aussi possible de faire un carter classique de faible volume , et d'y ajouter un reservoir pour augmenter le volume

 

[Titou16]

C'est ce que j'avais fait sur celui là il y a deux ans. Remarquez le réservoir cylindrique et le tuyau qui le relie au carter moteur. C'était pour augmenter fortement le volume mort du carter afin de gommer au maximum les écarts de pression.

On le voit peut être un peu mieux sur cette vidéo :

Et la première version, sans capacité ni régénérateur :

 

[metal89]

" dans la machine a vapeur le rechauffage de l'eau de remplissage de la chaudiere consome une energie assez faible : le rendement d'une machine a vapeur simple est deja assez proche du rendement de carnot

a basse temperature la vapeur donne un faible rendement de carnot , mais la grande difference de volume entre l'eau est la vapeur fait que l'on obtient facilement un rendement reel presque egal au rendement de carnot"

??? sûrement pas!!
les meilleures des locomotives de dernière génération conçues par Chapelon sur les bases de machines américaines atteignaient difficilement 15% de rendement (...pour une température de gaz de foyer de 800°C en moyenne) quand aux moteurs stationnaires de grande puissance avec condenseur on plafonnait de mémoire dans les 20-25%.

Patrick

 

[moissan]

ce n'est pas la temperature dans le foyer qui compte : c'est la temperature de la vapeur , et 15% de rendement ce n'est pas loin du rendement de carnot avec une pression donc temperature modéré

par exemple 150°C
P = (t/100) 4 = 150/100 4 = 5,06 bar absolu = 4 bar relatif

rendement de carnot = 1 - Tf / Tc

avec echapement a l'atmosphere tf = 100°C
Tf = tf + 273 = 373°K

Tc = 150°C + 273 = 423°K

rendement de carnot = 1 - 373/423 = 0,118 = 12%

il n'y a pas besoin de grande prouesse de mecanique pour arriver assez proche de ce rendement

c'est l'avantage de la vapeur , malgré que le rendement theorique soit faible on en approche arrive facilement

j'ai pris une temperature trop faible avec mon 150° il faudrait recomencer le calcul avec la temperature de la chaudiere de la locomotive de ton exemple

le stirling peut travailler a temperature très forte donc esperer un bon rendement mais on n'obtient qu'une faible partie du rendement theorique

autre remarque : en vapeur plus la temperature augmente plus les astuce genre chauffage de l'eau d'alimentation de la chaudiere deviennent important : inutile sur les locomotive ancienne a basse pression , beaucoup plus utile sur les derniere loco

de même pour la surchauffe qui fait qu'une partie de la chaleur n'est pas utilisé a la temperature d'ebulition , mais a une temperature superieur , ce qui augmente le rendement possible ... mais difficile d'utiliser la formule du rendement de carnot puisqu'il n'y a plus une temperature chaude unique

 

[metal89]

Moissan -->De toutes manières le post porte sur un stirling de type alpha et comment l'améliorer pour un quelqu'un qui ne dispose pas de moyens industriels. J'arrête donc là une discussion qui va tourner en rond.

Patrick

 

[Titou16]

C'est vrai que moissan est parti un peu loin du sujet vu que le topic concerne le Stirling et non la vapeur mais vos discussions n'en étaient pas moins intéressantes. J'aime bien le moteur à vapeur aussi, mais bon, à mon sens, y a pas de comparaison possible avec le Stirling, si ce n'est que ce sont les 2 seuls moyens, à ma connaissance, de faire de la cogénération. Mais le moteur à vapeur est faussement plus simple. Certes, le Stirling est très difficile à concevoir et à mettre au point. Mais une fois que c'est fait, il ne nécessite que très peu d'entretien, il est propre et plus efficace. Mais pour tenter d'être son égal, le moteur à vapeur doit être en circuit fermé. Il lui faut donc un condenseur. Et là les choses se compliquent sérieusement. Sinon faut sans arrêt l'alimenter en eau. Et puis les démarrages moteur froid d'un moteur à vapeur ne sont pas tristes avec les premiers litres de vapeurs qui se transforment instantanément en eau. Pour bien faire il doit donc fonctionner en continu. Pour finir avec les inconvénients, bien que la liste soit encore longue, l'eau et les métaux ne font pas bon ménage, d'où un entretien bien plus important. Autant un Stirling restera sans entretien entre 2 hivers, autant ce ne sera pas le cas d'un moteur à vapeur.

Alors bien sûr, certains objecteront, comme Epine43, que le Stirling est plus une vue de l'esprit. Moi je réponds que si on a du mal à y croire c'est qu'on a du mal à en voir qui dépotent. Pour remédier à ça il suffit d'aller voir la chaîne Youtube d'Andy Ross. Voici quelques uns de ses moteurs. Impressionnant... Ces moteurs pourraient avoir des applications concrètes.

 

[stanloc]

C'est sûr qu'à moi il me manque de voir faites des mesures de puissance restituée et de puissance dépensée.
La comparaison sterling/vapeur n'est pas tenable car les applications ne peuvent être toutes les mêmes. Il s'agit de deux mondes différents.
Il y a une chose évidente c'est que le stirling est un magnifique champ expérimental pour un passionné amateur.
Stan

 

[Titou16]

C'est sûr qu'à moi il me manque de voir faites des mesures de puissance restituée et de puissance dépensée.
La comparaison sterling/vapeur n'est pas tenable car les applications ne peuvent être toutes les mêmes. Il s'agit de deux mondes différents.
Il y a une chose évidente c'est que le stirling est un magnifique champ expérimental pour un passionné amateur.
Stan

Bien sûr que si qu'elle est tenable. il s'agit dans les 2 cas de moteurs qui n'ont besoin que d'une source de chaleur pour fonctionner. A ce titre ils transforment tout 2 une énergie thermique en énergie mécanique.