PRINCIPE DU MOTEUR STIRLING

Piston au point le plus bas.
Balayeur au point le plus haut.
Tout le gaz se trouve dans la chambre froide.

Le balayeur est resté au point le plus haut.
Le piston a comprimé le gaz à basse température

Le piston est resté au point le plus haut
Le balayeur a chassé le gaz dans la chambre chaude où il va se réchauffer.

Le gaz chauffé se dilate.
le balayeur et le piston sont arrivés à leur point le plus bas

La remontée du balayeur refoule le gaz chaud dans la chambre froide,le piston étant toujours au point le plus bas.Le gaz se refroidit et on retrouve le cas n°1.

Dans le cas de notre prototype, le fluide qui décrit le cycle est l’air. Il subit au cours d’un cycle en théorie deux transformations isothermes et deux transformations isochores. Dans le cas d’un régénérateur parfait d’efficacité 1, le rendement de ce moteur est égal à celui du cycle de Carnot et vaut :

Par rapport au moteur usuel à combustion interne, il possède en particulier les avantages suivants :

Il n’y a pas d’explosion, donc il présente moins de vibrations et une plus faible pollution sonore.
Il n’y a pas de soupape, ni de système bielle - manivelle s’il est à piston libre.
Son rendement thermique est en général plus élevé.
Nous avons le choix pour l’apport de chaleur extérieur : combustible fossile, énergie solaire …. Nous pouvons ainsi utiliser un brûleur universel.
La pollution atmosphérique est moindre, en particulier la teneur des gaz de combustion en CO est plus faible, car la combustion peut être réalisée avec un excès d’air.
Nous ne consommons pas d’huile de graissage.
 

Il faut signaler toutefois deux inconvénients :

Pour être efficace, le volume du régénérateur doit être important, donc encombrant.
Si nous utilisons l’hélium comme agent thermique, il faut prévoir une très bonne étanchéité (voir joint à chaussette roulante Philips ou enceinte de confinement, solution retenue pour notre futur projet ).
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