Ce moteur transparent est utilisé pour l’analyse quantitative du cycle de Stirling : comme moteur thermique, comme pompe thermique et comme machine frigorifique.
Le cylindre et le piston de refoulement sont constitués en verre thermorésistant, le cylindre de travail, la roue volante et les protections de l'engrenage en verre acrylique. Ainsi, les différents déroulements des mouvements peuvent être, à tout moment, très bien observés. Les vilebrequins en acier durci sont montés sur billes. Les bielles sont en plastique inusable. Comprenant également un réchaud à alcool à mèche réglable, servant à l'apport de chaleur.
Le cylindre de refoulement comprend dans le verre, devant et derrière le piston, des supports pour la mesure de la température, qui permettent de mesurer les différences de température en cas d'exploitation comme pompe thermique ou comme machine frigorifique. La grande roue en verre acrylique avec repères gravés permet de mesurer avec une cellule photoélectrique le nombre de rotations par unité de temps. Pour relever des diagrammes pV, la pression dans le cylindre de travail peut être mesurée par le biais d'un orifice de raccord de tuyau. Pour déterminer le volume, il suffit de fixer le fil au piston de travail pour mesurer sa course.
L'unité intégrée du moteur / générateur, avec poulie à deux étages permet de transformer l'énergie mécanique générée en énergie électrique. Avec possibilité de commutation pour l'exploitation d'une lampe intégrée ainsi que pour l'exploitation de charges externes ou l'alimentation d'énergie électrique pour l'emploi comme pompe thermique ou machine frigorifique, selon le sens de rotation du moteur Stirling.
TP étude du moteur Stirling en ExAO
L'objectif de ce TP est de mettre en évidence le cycle de Stirling réel. L’acquisition de la pression, du volume et de la température sont automatiques grâce à l'interface Foxy® et avec le capteur PV Stirling développé par Jeulin.
Le dispositif permet de tracer le cycle de Stirling en coordonnées de Clapeyron (diagramme pV), et ainsi d'analyser le cycle de manière qualitative et quantitative.
Avec l'Atelier Scientifique Sup réf 000131 , il est possible de déterminer l'aire sous la courbe de chacune des portions du cycle et de calculer le travail net.
La mesure de la pression se fait en temps réel, à l’aide d’un pressiomètre raccordé à un orifice sur le cylindre du piston de travail. Le volume est mesuré grâce à un capteur à effet Hall placé sur la roue volante et avec un capteur PV Stirling développé spécifiquement par Jeulin.
Exclusivité Jeulin :
Après l'obtention du diagramme de Clapeyron dans l'onglet graphique du logiciel Atelier Scientifique Supérieur réf. 000131, il est possible grâce aux outils de traitement intégrés au logiciel de déterminer facilement l'<bold>aire sous la courbe (Intégrale) afin d'aboutir à la valeur du travail net échangé lors d'un cycle.
La température peut également être mesurée au niveau de la source froide et de la source chaude directement sur le cylindre. Toutes ces mesures sont effectuées avec une grande
vitesse d’acquisition et une grande reproductibilité dans le temps.
