TP de Physique :
Moteur Stirling

Sommaire

Introduction 3

1. But 3

2. Principe 3

Manipulations 4

1. Calibration des détecteurs 4

2. Mise en route et détermination de l’énergie thermique délivrée 5

3. Visualisation et étude du diagramme PV 5

4. Etude des énergies mises en jeu en fonction d’une charge mécanique appliquée au moteur 7

Conclusion 10

Annexe : Tableaux de mesure ( partie 4 ) 11

Introduction

But

L’objectif principal de ce TP est d’étudier le fonctionnement du moteur de Stirling à travers deux modes de fonctionnement : avec ou sans charge, cette dernière étant matérialisé par l’application d’un couple résistant au moteur.
On abordera par ailleurs à travers ce TP des notions de thermodynamique ainsi que l’utilisation du diagramme PV.
La puissance de l’appareil n’étant pas suffisamment importante, nous n’avons pas pu aborder la partie dans laquelle le moteur entraîne un générateur. On relève au préalable le matériel particulier à l’installation : - moteur STIRLINGMOTOR PHYWE 04372.00 - unité de détection P-V-n-T PHYME - oscilloscope AGILENT

Principe

Le moteur à air chaud ou moteur Stirling est un moteur à énergie externe inventé par Robert Stirling en 1816. D’abord dénigré du fait de son faible rendement, il pourrait prendre une autre dimension dans les années à venir. En effet, il possède l’avantage de fonctionner en cycle fermé, ce qui assure une importante économie d’énergie.
Ce cycle fermé appelé "cycle de Carnot" (fig.1) repose sur un fonctionnement théorique en quatre phases : • La première phase est un chauffage isochore : on fournit de l’énergie thermique au gaz dans la chambre de détente. Sous l’effet de la chaleur, sa pression et sa température augmente. • On permet ensuite au gaz dans le piston de se dilater, transformant ainsi l’énergie thermique fournit en énergie