FAQ - À propos du moteur Stirling

Questions et réponses:

1. Q : Les moteurs Stirling sont-ils vraiment les moteurs les plus efficaces possibles ? UN: Au milieu des années 1800, un Français très brillant du nom de Sadi Carnot a découvert l'efficacité maximale possible avec n'importe quel moteur thermique. C'est une formule comme celle-ci (Température du côté chaud - Température du côté froid)/Temp du côté chaud x 100 équivaut à l'efficacité théorique maximale. Bien sûr, les températures doivent être mesurées en degrés Kelvin ou Rankine. Les moteurs Stirling (à régénération parfaite) correspondent à ce cycle. Les vrais moteurs Stirling peuvent atteindre 50% de la valeur théorique maximale. C'est un pourcentage incroyablement élevé !
2. Q : Si les moteurs Stirling sont si efficaces, pourquoi n'en ai-je pas dans ma voiture ? UN: La meilleure réponse à cela est de récupérer le moteur MM-1 après qu'il ait pris de la vitesse. Notez qu'il continue de fonctionner pendant environ une minute. Bien qu'il soit très facile de construire un moteur Stirling qui s'arrête instantanément, il n'y a pas une seule chose au monde que quelqu'un puisse faire pour en faire démarrer un instantanément. Lorsque je monte dans ma voiture, je veux qu'elle démarre immédiatement (sinon plus tôt) et puisse brûler le caoutchouc des pneus lorsque je quitte le parking ! Les moteurs Stirling ne peuvent pas faire ça. Malgré ces limitations, Ford, GM et American Motors Corp. ont dépensé des millions de dollars pour développer des moteurs Stirling pour voitures, dans les années 1970. Ford a même construit un Stirling qui pouvait s'éloigner du trottoir (avec une puissance relativement faible) vingt secondes après avoir tourné la clé de démarrage ! De nombreux prototypes ont été construits et testés. Puis les prix du pétrole ont baissé dans les années 1980 et les gens ont commencé à acheter des voitures plus grosses. Tout à coup, il n'y avait plus aucune raison impérieuse de construire un moteur qui était sensiblement plus efficace que les moteurs à combustion interne, mais qui ne démarrerait pas instantanément.  Voici une photo d'un AMC Spirit de 1979. Il était équipé d'un groupe motopropulseur expérimental à moteur Stirling appelé "P-40". Le Spirit était capable de brûler de l'essence, du diesel ou de l'essence-alcool. Le moteur P-40 Stirling promettait moins de pollution, 30 % de kilométrage en plus et le même niveau de performances que le moteur à combustion interne standard de la voiture. [Tiré de "Une introduction aux moteurs Stirling"] La sous-saga de la recherche française est alimentée par un moteur Stirling. Les moteurs Stirling fonctionnent également exceptionnellement bien comme générateurs/chauffages auxiliaires sur les yachts, où leur silence est apprécié et une bonne eau de refroidissement est disponible. Ils fonctionneraient également très bien dans les avions où l'air se refroidit à mesure que l'avion monte en altitude. Il n'y a aucune centrale électrique d'avion (y compris les jets) qui améliore les conditions de fonctionnement en montée. Les moteurs Stirling ne perdront pas autant de puissance en montant que les moteurs à pistons ou les jets. N'aimeriez-vous pas non plus avoir des avions silencieux avec des moteurs très efficaces qui ont également des niveaux de vibration extrêmement faibles ?
3. Q : Qui était le révérend Robert Stirling de toute façon ? UN: Robert Stirling était un ministre de l'Église d'Écosse qui s'intéressait à la santé des corps de ses paroissiens en plus du bien-être de leurs âmes. Il a inventé le moteur Stirling (il l'appelait un «moteur à air») parce que les moteurs à vapeur de son époque explosaient souvent, tuant et mutilant ceux qui avaient la malchance de se tenir à proximité. Les moteurs de Robert Stirling ne pouvaient pas exploser et produisaient plus de puissance que les moteurs à vapeur alors en usage. En 1816, il obtient son premier brevet pour un nouveau type de "moteur à air". Les moteurs qu'il a construits et ceux qui ont suivi sont finalement devenus connus sous le nom de "moteurs à air chaud" et ont continué à être connus sous le nom de moteurs à air chaud jusqu'aux années 1940, lorsque d'autres gaz tels que l'hélium et l'hydrogène ont été utilisés comme fluide de travail. Robert Stirling a été un ministre actif et un inventeur toute sa vie. Son invention la plus importante était peut-être le « régénérateur » ou « l'économiseur », comme il l'appelait. Ceci est utilisé aujourd'hui dans les moteurs Stirling et de nombreux autres processus industriels pour économiser la chaleur et rendre l'industrie plus efficace.
4. Q : A quoi servent les moteurs Stirling aujourd'hui ? UN: Les utilisations modernes des moteurs Stirling sont invisibles pour presque tout le monde. De nombreux moteurs de recherche ont été construits ces dernières années, mais il n'y a que trois domaines dans lesquels les moteurs Stirling ont eu un impact spectaculaire.  Il y a des moteurs Stirling dans les sous-marins, des machines Stirling utilisées comme refroidisseurs cryogéniques et des moteurs Stirling dans les salles de classe. La cryogénie est la science des choses extrêmement froides et les moteurs Stirling sont un outil qui peut être utilisé pour rendre les choses extrêmement froides. Ce n'est pas évident mais un moteur Stirling est un appareil réversible. Si vous chauffez une extrémité et refroidissez l'autre, vous obtenez un travail mécanique, mais si vous mettez un travail mécanique, en connectant un moteur électrique, une extrémité deviendra chaude et l'autre deviendra froide. Si vous concevez la machine correctement, la partie froide deviendra extrêmement froide. En fait, les refroidisseurs Stirling ont été fabriqués pour refroidir en dessous de 10 degrés Kelvin. Des refroidisseurs Micro Stirling ont été produits en grand nombre pour refroidir les puces infrarouges jusqu'à 80 degrés Kelvin pour une utilisation dans les appareils de vision nocturne.
5. Q : Qui a inventé ce type de moteur Stirling ? UN: Un peu d'histoire : En 1983, Ivo Kolin, professeur à l'Université de Zagreb dans ce qui était alors la Yougoslavie, a fait la démonstration du premier moteur Stirling fonctionnant avec de petites différences de température. Après avoir publié ce qu'il avait fait, Le Dr James Senft, professeur de mathématiques à l'Université du Wisconsin River Falls, a construit les premiers moteurs similaires au MM-1. Le modèle MM-1 n'aurait pas été possible sans le travail de ces deux personnes. Le concept du MM-1 est né de l'esprit novateur de Darryl Phillips. Tous les travaux de conception et d'ingénierie détaillés du MM-1 ont été réalisés par Brent H.Van Arsdell, président de l'American Stirling Company.
6. Q : Le monde a des milliers de sources de chaleur à faible différence de température, pourquoi ne construisez-vous pas un moteur à pleine puissance qui les utilise ? UN: Les moteurs Stirling qui fonctionnent avec de petites différences de température ont tendance à être très importants pour la quantité d'énergie qu'ils produisent. Bien que nous puissions clairement construire des moteurs qui produisent de l'énergie et fonctionnent avec de petites différences de température, voici pourquoi nous n'avons pas choisi de le faire. À mesure que la différence de température disponible pour faire fonctionner un moteur Stirling diminue, la taille du moteur requise pour une puissance donnée augmente. Par exemple, découvrez notre beau modèle MM-6. Ce moteur fonctionne grâce à la chaleur de votre main chaude et produit une puissance incommensurable. Des moteurs qui produisent de l'énergie et fonctionnent avec de petites différences de température peuvent être construits, mais ils seront gros (généralement trop gros) pour la quantité de puissance qu'ils produisent. Une bonne ligne directrice générale est que si le côté chaud du moteur n'est pas au moins 500 degrés. F. (260 deg. C) le moteur sera trop volumineux pour la quantité de puissance qu'il produit.

7. Q : American Stirling Company fabrique-t-elle des moteurs Stirling à pleine puissance ? Si non, comptez-vous en construire ? UN: Nous ne construisons actuellement que des moteurs Stirling éducatifs et de démonstration. Nous aimerions construire des moteurs Stirling produisant de l'énergie, mais nous n'avons actuellement pas les ressources nécessaires pour financer un tel projet.

8. Q : Où puis-je me procurer un moteur Stirling de 5 à 25 kW pour ma maison, ma voiture, mon bateau, etc., qui fonctionnera avec n'importe quel carburant, des copeaux de vache au soleil, et dont le prix sera compétitif avec un générateur Honda de même capacité ? UN: Il existe des moteurs Stirling disponibles pour ceux qui ont un budget militaire ou commercial important. Il y a aussi un moteur qui produit 750 watts et est conçu pour chauffer et alimenter les yachts et les résidences éloignées. Voir notre pages de liens pour plus de détails. Bien qu'il serait très agréable qu'un tel moteur existe à un prix au kW compétitif par rapport aux moteurs à essence ou diesel, ce n'est probablement pas réaliste au premier abord. Les générateurs à essence et diesel sont fabriqués par millions. Lorsqu'une conception de moteur Stirling de 5 à 25 kW arrivera sur le marché, elle sera initialement fabriquée en quantités beaucoup plus faibles et coûtera donc sans aucun doute plus cher par kW que les moteurs à essence et diesel concurrents.
9. Q : Un bon moteur Stirling pourrait-il être construit en commençant par un petit bloc Chevy V8, ou peut-être un compresseur d'air, et en le convertissant en Stirling? UN: Cela a été essayé plusieurs fois par de nombreuses personnes différentes et la conclusion est que cela n'aide vraiment pas tant que ça. Dans son livre Making Stirling Engines, Andy Ross décrit la conversion d'un compresseur de fréon automobile en moteur Stirling. La conclusion d'Andy et d'autres est que même si cette approche peut fonctionner, il y a trop de compromis lorsque vous commencez avec certaines pièces qui ont été conçues pour un autre usage. Vous pourriez aussi bien construire la machine entière comme un moteur Stirling spécialement conçu.
10. Q : Puis-je utiliser certaines de vos photographies ou dessins sur mon site Web ou en version imprimée ? UN: Oui, la plupart du temps. Vous pouvez toujours utiliser les images de nos moteurs sur le Web si vous incluez un lien vers notre page d'accueil https://www.stirlingkit.com/ . En version imprimée, vous pouvez utiliser nos images si vous imprimez un crédit photo indiquant : « Utilisé avec l'autorisation de www.stirlingkit.com ». Si vous souhaitez republier notre contenu d'une autre manière, veuillez nous appeler ou nous envoyer un e-mail.
11. Q : J'aimerais en savoir plus sur les moteurs Stirling, que dois-je faire ? UN: Nous vous suggérons d'acheter une copie de "Le tour du monde par le moteur Stirling" comme un très bon aperçu des moteurs Stirling. Mais la meilleure façon de vraiment comprendre les moteurs Stirling est de tenir l'un de nos moteurs transparents dans vos mains et regardez-le attentivement fonctionner. Alors profitez de notre site Web, mais assurez-vous de revenir et parcourez notre magasin de moteurs Stirling.