Plans moteur stirling

[pimpon]

Bonsoir ,

Merci pour vos réponses , donc j ai compris pour le jeu , pour le métal et donc aussi pour la fine épaisseur de métal ...qui donc ajoute également au rendement thermique de la piéce !

Donc un grand merci , je retourne faire des copeaux ) cordialement / j yves

 

[mekratrig]

Exact mekratrig pour la dénomination !, Cylindre refroidisseur, cela ne veut effectivement rien dire, il faut lire cylindre deplaceur. C'est une GROSSE faute d'inattention, j'ai relu les plans un peut trop rapidement avant de les poster. Aurais-tu noté d'autres erreurs dans les plans ?

C'est pas grave jcma ! Tes plans sont très beaux et très bien faits et puis tout le monde peut se tromper comme disait le hérisson myope en descendant d'une brosse...

Mais comme toujours, il faut ensuite faire des pieds et des mains pour trouver les "accessoires":

Du tube acier fin de 13,8 extérieur, ça court pas les rues...
Il suffirait de remplacer cet acier par un tube pyrex (tube à essai - facile à trouver) de 18 ext 15,6 int et comme déplaceur un tube de cigare MOODS* en alu fin et léger de 14 ext.
et une chemise piston mécanique issue d'une seringue en verre de 5 cc -> étanchéité parfaite !

*NB : désolé pour ce tube cigare, je ne sais plus si je l'ai acheté en France ou en Suisse...

NB n° 2 : pour enlever la peinture d'un tube cigare, trempage 24 h dans du diluant cellulosique, ensuite ça se pèle comme une banane.

Cordialement

 

[jcma]

Bonsoir laflottepeche,

Je ne t'ai pas oublié.

Je vient de regarder pour ton idée de modifier la course du moteur, voici la demarche:

On a Volume Deplaceur / Volume moteur = Course deplaceur / Course moteur = 1.62

Soit si la Course moteur = 30 alors la Course deplaceur = 30*1.62 = 48.6

On modifie le maneton moteur (Piece d), la cote 8mm devient 15mm et le diametre exterieur doit etre augmenté en consequence.

Le maneton deplaceur dephasant d'environ 90°, l'entraxe des percages (15.5mm) du maneton deplaceur (Piece s) = Racine((30/2)^2+(48.6/2)^2) = 28.5mm. La longueur totale de cette piece doit egalement etre augmentée.

Le cylindre (Piece f) passe a (6mm + hauteur piston + course moteur + hauteur deplaceur + course deplaceur) = 6 + 30 + 30 + 62 + 48.6 = 176.6

J'ai peur aussi que le volant d'inertie ne soit trop petit pour la nouvelle puissance.

Le volume moteur passe à 21 cm3 et le volume deplaceur passe à 34 cm3

Attention, ce n'est que du calcul, je n'ai pas eu le temps de modifier mon modele pour voir si tout colle.

PS:
J'ai retrouvé dans un livre une formule simple de calcul de la puissance theorique (Sans tenir compte des pertes par friction) :
W (en Watts) = 0.015 x P x H x V
avec P = pression interne a l'arret en bars (1 bar pour la pression atmospherique)
H vitesse du moteur en Hz (tr/s) = Vitesse en tr par mn / 60
V volume du cylindre moteur en cm3

Si quelque chose n'est pas clair, surtout n'hesite pas.

A Bientot
Jean-Charles

 

[jcma]

Bonsoir à tous

mekratrig, c'est vrai que je n'ai pas pensé à la disponibilité des materiaux pour ce moteur, mais j'ai fait le travail a l'envers. Je suis parti d'un croquis avec les cotes principales et j'ai ensuite usiné le moteur en utilisant des materiaux ramassés à droite et à gauche. Les plans ont étés fait ensuite, à partir du moteur terminé.

Je vais donner quelques conseils pour ceux qui desirent faires des changements:

A part les cotes qui concernent l'embiellage et qui conditionnent les courses, tout le reste peut être modifié sans probleme dans les limites du raisonable suivant les materiaux disponible.

Diametre du cylindre - Diametre du deplaceur = 1 a 1.6 mm.
Le deplaceur peut etre en aluminium, acier ou inox epaisseur 2/10 ou en pyrex.
Le cylindre du deplaceur peut etre en acier,inox ou en pyrex.
L'acier ou l'inox peuvent etre usinés dans la masse ou brasés.

Le couple piston moteur/cylindre moteur peut etre aluminium/aluminium, aluminium/bronze, graphite/pyrex, fonte/fonte, fonte/laiton.

Une astuce pour ceux qui veulent faire un piston en graphite, "rapper" du graphite (Balai de moteur electrique, cathode de pile ou autre), le tamiser et le melanger a une reside epoxy bi-composants genre Araldite (60% graphite pour 40% de colle), le mouler dans un cylindre que l'on peut detruire. Demouler apres 24h, usiner si necessaire et polir avec une bande de papier. J'ai deja utilisé cette astuce avec succes pour un piston de LTD.

A Bientot
Jean-Charles

 

[jcma]

Bonsoir et Bonnes fêtes à tous

Pour ceux qui seraient intéressés, voici les plans d’une pompe à eau à air chaud de type Ericsson (Ce moteur utilise le même principe qu’un Stirling de type beta). Pour l’instant, je ne sais pas encore si je vais le réaliser, je suis en train de voir si j’arrive à réunir les matériaux nécessaires.

Ces plans ont étés fait d’après les renseignement trouvés sur le site suivant : http://home.comcast.net/~wade-eisner/Denney-Model-Hot-Air-Engine.html. Dans le modèle d’origine, certains composants sont des pièces de fonderie (Balancier, support, chemise) mais il me semble qu’il est possible de les remplacer par du meccano-soudé ou par des assemblages par vis en simplifiant un peut. Le balancier et le support, par exemple, on étés redessinés dans ce sens en utilisant de la tôle et du tube laiton assemblés par brasure.

Attention ce n’est pas un petit moteur, pour vous donner une idée :
- Diamètre du volant d’inertie 180mm.
- Diamètre du piston puissance 50mm, course 26mm
- Longueur du déplaceur 120mm, course 58mm.
- Hauteur totale (Cheminée comprise) ~480mm.

S’il manque des détails, n’hésitez pas à me demander.

A Bientôt
Jean-Charles Voir la pièce jointe Ericsson.pdf

 

[laflottepeche]

moteur Stirling "béta"

Je ne t'ai pas oublié.Je vient de regarder pour ton idée de modifier la course du moteur, voici la demarche:...

-Bonjour et reçois mes meilleurs Voeux pour 2009 (comme ça passe!!).
-J'envoie aussi mes Voeux à tous les passionnés de moteurs Stirling, à ceux qui sont valorisés par le goût de créer de leurs mains de beaux objets.
Il y en a si peu!.

Merci pour ton message qui me permet d'étoffer mes connaîssances en ce domaine.

A aujourd'hui, l'ensemble moteur est presque fait.
Me reste à (re)faire le piston que j'ai raté. Dès que j'ai le rond d'alu, c'est bon.
Pour le volant, on verra plus tard.

En ce qui concerne la course du déplaceur, j'ai repris celle du moteur de D.Lyonnet que j'ai construit et qui fonctionnait très bien*, à savoir la même course que le piston.
En effet celà ne se voit pas forcément sur la photo que j'avais jointe mais les plaques oscillantes étant identiques génèrent une même course.
Ainsi la longueur du cylindre resterait raisonnable.
Pour la longueur du maneton du déplaceur je prends dans ce cas pour un décallage de 90°: 1,414x 14 (14, étant en fait la longueur adoptée pour le maneton moteur).


Cordialement et à bientôt

* Pour le moment , il ne fonctionne plus. Je ne sais pas exactement pourquoi. Je pense que le problème est au niveau de l'étanchéïté du piston.A voir.

[ATTACH=full]9793[/ATTACH][COLOR=#9C9FB3]Mon moteur en cours de construction.[/COLOR]

 

[littleman]

Moteur stirling !

Bonjour JCMA, merci de nous faire partager tes "Talents" Je suis dans un projet de construction "stirling gamma" et j'aimerai savoir pourquoi le trou vertical pratquer au centre du cylindre (qui relie piston/deplaceur) fait 2mm de diamètre seulement ! merci de ta reponse... salutations !

 

[jcma]

Bonjour

littleman, la raison pour laquelle ce trou soit aussi petit c'est pour reduire les volumes morts.
Les volumes morts sonts les volumes qui font perdre une partie du travail produit par l'expansion/compression du gaz. Le fait de les reduires ameliore les performances du moteur.
On retrouve ces volumes dans l'espace entre les pistons et l'extremité de leur cylindres et dans le tube, le trou ou la fente qui relie les deux cylindre (Sauf pour un type beta, les deux pistons etant dans le meme cylindre).

Si tu a d'autres questions, n'hesite pas.

@+
Jean-Charles

 

[laflottepeche]

Re: moteur Stirling "béta"

[

...A aujourd'hui, l'ensemble moteur est presque fait.
Me reste à (re)faire le piston que j'ai raté. Dès que j'ai le rond d'alu, c'est bon.
Pour le volant, on verra plus tard....

Bonsoir JCMA et tous,

-Maintenant il est terminé et fonctionne.
-Je joins une photo. Une vidéo suivra plus tard.
-La géométrie que j'évoquais dans mon message précédent fonctionne.
-Le piston a été refait mais monté sans le joint de cuir.
Je ferai des essais comparatifs avec et sans
-J'ai fabriqué aussi un autre volant lourd.
-Je donnerai des infos sur les essais ultérieurs et répondrai aux questions de ceux que ça intéresse.
[/img]
Cordialement

 

[jcma]

Bonsoir

laflottepeche, il est vraiment bien réussi ton moteur . . Bonne idée pour la video, cela serai sympa.

Deux questions:
Je vois des fils qui dépassent, a-tu monté des capteurs sur le moteur?.
Comment as-tu fabriqué le volant d'inertie ?. Avant d'avoir un tour suffisamment grand, c'etais la piece qui me posait le plus de probleme de realisation, surtout dans les grandes tailles.

A Bientot
Jean-Charles

 

[laflottepeche]

Bonjour jcma et à tous,

-Les fils sont ceux de l'allumage élèctronique-Le grand luxe en quelque sorte!.
l'allumage provient d'un brique réformé.
- Le volant a été extrait d'un bouchon destiné sans doute à des camions citerne et récupéré chez un ferrailleur.
Trop léger, je l'ai entouré d"un bandage de plomb issu de vieille plomberie, que j'ai coulé.
Il pèse 680g pour un diametre de 93mm.
Un volant un peu plus léger conviendrait sans doute à ce moteur.
Question: les photos que je joint sont grandes et ce n'est pas indispensables . peut-on les réduire avant leur envoi? et comment?

 

[MIC_83]

Bonjour laflottepêche,

Super ton moteur.

J'utilise VSO Image resizer ancienne version la nouvelle refuse de fonctionner correctement.
C'est un petit logiciel gratuit et simple d'emploi qui te permet de réduire la taille de tes photos à la volée (toutes les photos d'un dossier d'un coup) et rapidement. Quelques champ à compléter et tu lances l'application.

Fait une recherche sur Google plusieurs sites le propose.

A+

 

[littleman]

Jeu deplaceur/cylindre deplaceur

bonjour a tous, il faut un jeu de combien entre le deplaceur et son cylindre, est ce que 1mm de jeu au diametre c'est suffisant ? ex: deplaceur 22mm cylindre deplaceur 23mm. merci par avance !

 

[laflottepeche]

Re: Jeu deplaceur/cylindre deplaceur

bonjour a tous, il faut un jeu de combien entre le deplaceur et son cylindre, est ce que 1mm de jeu au diametre c'est suffisant ? ex: deplaceur 22mm cylindre deplaceur 23mm. merci par avance !

Bonjour,
Selon mes lectures, on évoque un jeu de 0,2mm à 1mm sur le diamètre (pour les dimensions de nos petits moteurs) .
En théorie le jeu le plus petit possible est recommandé, compatible néanmoins avec un passage de l'air sans trop de freinage et, un espace qu'on peut tenir en fabrication compte tenu de son outillage et de son savoir-faire.
D'autres paramètres interviennent aussi dans l'optimisation de la fonction du déplaceur qui est aussi dans une certaine mesure, un régénérateur.
Je crois que s'il pouvait aussi générer des turbulences lors du transfert du gaz ce devrait-être bon (?).
Mais il y a des "grosses pointures" qui doivent en savoir plus sur ce sujet.
Cordialement

 

[Titou16]

jeu entre déplaceur et corps de déplaceur

Pour ma part sur le mien j'ai expérimenté plusieurs jeux. La j'ai 0,8mm au rayon pour un Ø d'alesage de 25mm. Le deplaceur fait donc Ø23,4mm.
Ton déplaceur est plus petit. Mais 0,5mm au diametre j'ai peur que ce ne soit pas assez. 0,2 c'est clairement pas assez. C'est sur l'echange de chaleur avec l'air est plus efficace mais tu perds enormement car ton deplaceur avec la vitesse va se comporter comme un piston.

 

[HoloLab]

Salut,

tout comme les réalisations des vaporistes, vos moteurs m'impressionnent !

Pour évaluer la puissance de vos moteurs, il suffirait de monter un moteur électrique en génératrice et de le faire débiter dans une charge. La charge idéale c'est un rhéostat parce qu'on peut le régler.

Le principe serait de régler la charge jusqu'à ce que le moteur peine. Ensuite, il faut mesurer U et I à travers la charge et calculer P=U*I. En prenant un coefficient de rendement de 0.8 ça devrait approcher la puissance du moteur Stirling.

Il y a des astuces pour améliorer la connaissance du rendement du moteur électrique.

C'est vraiment intéressant vos bêbêtes ! Le truc qui m'intéresserait serait de mesurer la puissance de chauffe que vous utilisez, de manière à calculer le rendement des moteurs Stirling que vous avez conçus.

@+

 

[mekratrig]

Le truc qui m'intéresserait serait de mesurer la puissance de chauffe que vous utilisez, de manière à calculer le rendement des moteurs Stirling que vous avez conçus.

Un petit coup de tableur pour ça ? Voir la pièce jointe calcul isothermique moteur Stirling.xls

 

[mekratrig]

ou encore ça : Voir la pièce jointe Etude-Stirling1.rar

 

[HoloLab]

Merci Metratrig,

Ne connaissant rien à la technologie de ces moteurs (je viens de les découvrir aujourd'hui grace à Usinages.com), il faudrait que je m'y plonge plus profondément pour exploiter, on verra après (si je m'écoutais je m'intéresserais à tout)...

Par contre je vous fais confiance pour exploiter cette ressource comme il le faut pour calculer la puissance théorique de vos moteurs. Ce qui m'intéresserait ça serait d'en mesurer la puissance réelle pour confronter le modèle numérique simplifié à la pratique.

Je suis comme un gammin devant un jouet quand j'ai un résultat de calcul conforté par l'expérimentation, c'est mon petit plaisir à moi

@+

 

[maitrefred]

Bonjour.
Pour calculer la puissance il faudrait une petite balance et un compte tour.
Pour faire le dynamomètre, je prendrai une tige de bois qui pincerait l'arbre, réglable avec un écrou papillon et à l'autre extrémité, à 10 cm par example on place la balance et avec la longueur du bras on peut connaitre le couple.
A partir de là, y plus qu'a.....(J'ai plus la formule en tête) , je la recherche

 

[HoloLab]

P= C * ω

C = F * D

@+

 

[SULREN]

Bonjour,

MaitreFred a dit:

Pour calculer la puissance il faudrait une petite balance et un compte tour.
Pour faire le dynamomètre, je prendrai une tige de bois qui pincerait l'arbre, réglable avec un écrou papillon et à l'autre extrémité, à 10 cm par example on place la balance et avec la longueur du bras on peut connaitre le couple.

Cela s'appelle un frein de Prony:
http://quanthomme.free.fr/newman/NND10_1.htm

 

[Case590]

Salut à tous,
Le frein dynamométrique électrique que ce soit un système de frein électrique ou une génératrice chargée est à mon avis mieux adapté à l'étude de la puissance d'un moteur thermique dont le couple, le rendement et la puissance sont variables suivant la vitesse considérée.
Il évite les déperditions d'énergie dues au frottements entre l'arbre moteur et le système de mesure.

 

[HoloLab]

C'est vrai, je n'y avais pas pensé... C'est bien mieux de tracer la courbe caractéristique d'un système plutôt que de déterminer un point de fonctionnement.
@+

 

[laflottepeche]

Merci Metratrig,

Ce qui m'intéresserait ça serait d'en mesurer la puissance réelle pour confronter le modèle numérique simplifié à la pratique.

Je suis comme un gammin devant un jouet quand j'ai un résultat de calcul conforté par l'expérimentation, c'est mon petit plaisir à moi

@+

Bonsoir,
Pour plus de précisions: à priori, je n'habite pas très loin de chez toi (à mériel, à 4km de l'Isle -Adam).
Mon moteur Béta, fait selon le plan diffusé par Jean-Charles, exceptés les longueurs de manivelles).
Il fonctionne.
Pour moi, il devrait être plus puissant qu'il ne l'est. Il fait de l'ordre du watt, bien que je suis prudent sur cette évaluation.
Dès que je trouve du tube alu, je refais le déplaceur qui est trop lourd malgré que je l'ai allègé au maximum de mes possibilités.
Il provoque en outre une usure prématurée du coulisseau de la tige du déplaceur (ovalisation avec dégradation de la concentricité).
Il conviendrait d'en connaitre plus précisémment les caractéristiques.
Je le charge par un rhéostat d'une centaine d'ohm, voltmètre et ampèremètre. Matériel "bas de gamme" donc résultats sans doute approximatifs.
Après les modifs il devrait être plus performant.
A voir.
Cordialement

 

[laflottepeche]

Merci Metratrig,
Je le charge par un rhéostat d'une centaine d'ohm, voltmètre et ampèremètre.

Précision: ...Le moteur "bétâ" entraînant un "alternateur" (petit moteur de magnétoscope réformé). Ainsi je peux le charger comme indiqué.

(Je pense que le lecteur aurait corrigé de lui-même cette omission!).

Cordialement

 

[maitrefred]

Bonjour.

Il évite les déperditions d'énergie dues au frottements entre l'arbre moteur et le système de mesure.

Il me semble que ce soit le but justement.
Si tu met une génératrice, il faudra bien qu'il y ait une dissipation d'énergie et tu ne pourras pas prendre en compte la perte des paliers de ta génératrice.
Que ce soit par frein de Prony ou autre système il faudra toujours faire des relevés point par point

 

[maitrefred]

Sans compter la perte des paliers ou autre, il serait intéressant de comparer les deux

 

[SULREN]

Case 590 a dit:

Le frein dynamométrique électrique que ce soit un système de frein électrique ou une génératrice chargée est à mon avis mieux adapté à l'étude de la puissance d'un moteur thermique dont le couple, le rendement et la puissance sont variables suivant la vitesse considérée.
Il évite les déperditions d'énergie dues au frottements entre l'arbre moteur et le système de mesure.

Tout à fait d'accord pour reconnaitre qu'une génératrice électrique de rendement connu et à charge variable sur sa sortie est un instrument de mesure plus souple que le frein de Prony pour la mesure de puissance d'un moteur (pas sûr que le rendement du moteur de magnétoscope utilisé en génératrice soit bien connu).

Par contre les déperditions d'énergie sous forme de chaleur sur l'arbre moteur dans le cas du frein de Prony sont absolument nécessaires pour la mesure car elles doivent équilibrer la puissance mécanique produite par le moteur (elles sont l'équivalent de la chaleur perdue dans la charge montée derrière la génératrice et dans la génératrice elle-même). Il faut donc jouer sur la vis de serrage du frein pour maintenir cet équilibre si on veut faire des mesures à différentes puissances moteur.
Le problème est que l'échauffement du frein modifie le coefficient de frottement et perturbe le réglage, alors qu'avec la génératrice électrique on peut utiliser un asservissement électronique.

N'oublions pas qu'on mesure une puissance produite et que la mesure du couple n'est qu'un des deux éléments intermédiaires. (l'autre est w).

 

[SULREN]

Désolé je n'avais pas vu que des réponses avaient déjà été apportées sur l'histoire de la friction.

Au lieu d'utiliser une balance pour un micro-frein de Prony il vaut mieux utiliser un ressort de traction et mesurer son allongement moyen pendant la marche du moteur.
Ensuite avec une balance on trouve la force correspondant à l'allongement constaté. C'est laborieux mais connaître les pertes dans une génératrice n'est pas une petite affaire non plus.