LE MOTEUR STIRLING. Catalogue gmbh. Nature power consult GmbH Dipl.-Ing. Ulrich Narup; Jörg Dahlke. Lutherstraße 29 D Magdeburg Allemagne

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1 Catalogue 2006 gmbh Nature power consult GmbH Dipl.-Ing. Ulrich Narup; Jörg Dahlke Lutherstraße 29 D Magdeburg Allemagne Tél.: Fax: Site internet:

2 Histoire et domaines d emploi Le moteur Stirling a été inventé par le pasteur écossais Robert Stirling ( ) et breveté en Ce moteur qui devait remplacer le moteur à vapeur fut découvert 70 ans avant l invention des moteurs Otto et diesel. Les principaux avantages du moteur Stirling reposent sur le fait que: Dans la thermodynamique, le processus de Stirling est décrit comme un cycle idéal en quatre phases. Le rendement du moteur réel dépend essentiellement de la différence de température entre le côté chaud (chauffeur) et le côté froid (refroidisseur). Il existe déjà des modèles de moteurs à fonctionnement lent qui ne nécessitent que des différences de températures de l ordre de 5 Kelvin pour tourner (voir modèle ci-après). De même un niveau de température d une valeur de l ordre de + 40 C est suffisant du coté chaud pour assurer un fonctionnement du moteur. C est pourquoi l utilisation de cette machine est intéressante avec des collecteurs solaires thermiques. le moteur est chauffé de l extérieur (combustion externe) ce qui implique que tout type d énergie primaire peut être utilisé (divers gaz, huile, biomasse, charbon, énergie solaire) ce moteur n est pas à explosion, mais travaille avec un apport et une évacuation continus d air chaud Ce moteur qui devait remplacer le moteur à vapeur fut découvert 70 ans avant l invention des moteurs Otto et diesel. Il fonctionne silencieusement en l absence de détente atmosphérique l utilisation de matériaux modernes et de hautes pressions assurent un meilleur rendement que celui des moteurs Otto ou diesel de part sa réversibilité, le moteur peut être utilisé pour produire du froid jusqu à dépassement de températures de moins 50 C - 2 -

3 Le moteur a été utilisé dans le domaine militaire pour la propulsion des sous-marins. En Inde, on a produit pendant longtemps un moteur monocylindre «ST5» d une puissance électrique de 3 kw approvisionné avec du biomasse (paille de riz, coque de noix) utilisé pour l approvisionnement décentralisé en énergie électrique. Kit de montage: NPC 02 b avec mode d emploi Modèle complet: NPC 02 f Le moteur Stirling s est entre temps imposé en Europe et en Nouvelle Zélande en tant que moyen de propulsion dans les centrales de cogénération (électricité + chaleur) et les petits navires, comme par exemple dans les sociétés Solo en Allemagne et Whispergen en Nouvelle Zélande. Le moteur Stirling est employé depuis très longtemps pour la production du froid, pour liquéfier les gaz ou pour refroidir certains capteurs infrarouges. NPC 02 C est un moteur exploitant une très faible différence de température (5 Kelvin seulement) entre chauffeur et refroidisseur. La chaleur dégagée par une tasse de café ou un rayonnement direct solaire sur une surface noire suffit pour actionner le moteur. La chaleur dégagée par une tasse de café ou un rayonnement direct solaire sur une surface noire suffit pour actionner le moteur. Le modèle est livré, soit sous forme de Kit facile à monter avec des pièces préfabriquées telles que roulements, joints etc. (NPC 02f) ou soit complètement monté et testé (NPC 02b). Le modèle est adapté pour un fonctionnement de longue durée pouvant aller jusqu à plusieurs heures

4 NPC 02 Suggestions d expériences à réaliser: En petits groupes: montage et démontage des différents composants pour étudier les différentes parties et leurs fonctions. Détermination des températures minimales du chauffeur à vide à température ambiante constante Mesure du nombre de tours moteur en fonction du rayonnement solaire Représentation du cycle sur un diagramme pression-volume NPC 03 Modèle NPC

5 Il s agit d un modèle complet pour la simulation d une petite centrale thermique électrique fonctionnant avec n importe quelle source de chaleur ou énergie primaire. Le modèle est équipé d une plaque de base et d un volant en verre transparent. Les cylindres et le déplaceur sont en verre spécial résistant aux hautes températures. On peut ainsi facilement observer le mouvement des composants de la Le machine. vilebrequin en acier placé sur roulement est relié aux deux autres pistons (piston moteur en laiton et déplaceur en verre) par des éléments en plastique résistant à l usure. Le moteur fonctionne grâce à un réchaud à alcool additionnel. La puissance est réglable par l intermédiaire d une mèche. Le refroidissement du moteur est effectué avec l air ambiant. Du courant est produit dans le générateur, par le volant et la couronne d attaque. La réversibilité du moteur Stirling permet d utiliser cette machine comme pompe à chaleur ou machine frigorifique. La réversibilité du moteur Stirling permet d utiliser cette machine comme pompe à chaleur ou machine frigorifique. Le générateur avec une tension d entrée maximale de 12V peut être utilisé comme moteur d entraînement. Le brûleur n est alors pas nécessaire. Au sommet du déplaceur on observe alors des températures allant de 0 C à une température ambiante de 20 C. Suggestions d expériences à réaliser: Caractéristiques techniques: Puissance du moteur env. 1,5 W Vitesse à vide env /Min Volume de travail cm³ Marche continue par refroidissement suffisant: env. 1 heure Démarrage manuel du moteur par le volant, diamètre 140 mm Dimensions de la plaque de base: 300 x 200 mm Détermination de la puissance électrique en fonction de la température du chauffeur Détermination de la puissance électrique en fonction de la température de refroidissement de la surface Détermination du rendement moteur à travers les mesures parallèles du besoin en énergie primaire et du travail électrique produit Détermination de la puissance frigorifique en fonction de la puissance électrique utilisée - 5 -

6 Un Système de réglage manuel permet de concentrer les rayons solaires parallèles sur l anneau d absorption. Accessoire solaire optionnel NPC 03 sol L apport d énergie thermique à notre moteur Stirling NPC 03 (non inclus) peut être effectué sur la base d un système régénératif grâce à ce miroir parabole en aluminium. Ce mode ne fonctionne que lorsqu un rayonnement solaire direct existe (ciel dégagé). Un Système de réglage manuel permet de concentrer les rayons solaires parallèles sur l anneau d absorption. Cet accessoire se compose d : un miroir parabole poli en aluminium (Diamètre: 450 mm, Hauteur: 110 mm) une équerre de montage du moteur adaptable sur pied pour appareil photo un plus petit volant spécial (Diamètre: 70 mm) pour le moteur un anneau d absorption noir réglable pour le chauffage du cylindre moteur Suggestions d expériences à réaliser: Détermination de la puissance électrique en fonction du rayonnement solaire (voir aussi appareil de mesure NPC Solaire) Détermination du rendement du moteur en mesurant simultanément le rayonnement solaire et le travail électrique produit. La variation du rendement en fonction de la température de la surface de refroidissement peut aussi être déterminée Détermination de l influence d un réglage imprécis du miroir à deux axes sur l apport de chaleur à l absorbeur/chauffeur

7 Remarques pour des observations particulières sur les moteurs Stirling: En cas de besoins particuliers de grosses machines pour un mémoire d études ou des travaux de recherche nous pouvons vous aider à vous procurer de plus grosses machines correspondants mieux à des utilisations réelles. N hésitez pas à nous consulter si vous avez d autres besoins en anglais ou en français: formations, descriptions d applications, diagrammes, éléments bibliographique, tableaux de calculs. Pièces de rechange pour les machines ci-dessus: Pour toutes les machines ci-dessus, des pièces de rechanges originales, dont nous ne faisons pas la liste, sont à disposition. Nous n exigeons pas de valeur minimale de commande. Livraison et garantie Un mode d emploi et un manuel d entretien sont joins à la livraison de chaque modèle. Il est recommandé de suivre scrupuleusement les instructions. Nos modèles de haute qualité sont garantis pour une période d une année sous réserve d une utilisation conforme. Cette garantie n est plus assurée en cas de modification technique, en cas d utilisation de pièces non-originales, ou de détérioration extérieure. Pour éviter des désagréments en cas de dommage pendant le transport, nous vous recommandons de faire assurer le transport par nos soins. Pour d autres détails, veuillez consulter nos conditions générales commerciales. Aucune responsabilité ne peut être invoquée en cas d erreur d impression. Sous réserve de modifications. gmbh Nature power consult GmbH Dipl.-Ing. Ulrich Narup; Jörg Dahlke Lutherstraße 29 D Magdeburg Allemagne Tél.: Fax: Site internet: info@nature-power-consult.de