Moteur Stirling, transparent Unité moteur/générateur Torsiomètre
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1. Torsiom tre PHYWE Moteur Stirling transparent Unit moteur g n rateur 04372 00 04372 01 04372 02 Mode d emploi sd he 1 OBJET ET PROPRIETES CARACTERISTISQUES Un moteur Stirling moteur air chaud sert la transfor mation d nergie thermique en nergie m canique Lor squ il est entra n m caniquement il fonctionne en pompe chaleur ou en machine frigorifique il permet donc de montrer d une fa on remarquable la r versibilit des pro cessus thermodynamiques Le mode de fonctionnement du moteur Stirling est expliqu sur la figure 2 Le piston moteur et le piston de d tente sont dispos s en V et d cal s de 90 Le piston moteur A est de constitution m tallique il est exactement ajust au tube en verre Le pi ston de d tente V en verre assume en m me temps la fonction de r cup ration r g n ration une fonction pri mordiale dans le principe de fonctionnement d un moteur Stirling il refroidit le courant de gaz chaud accumule son nergie et la rec de au gaz froid refoul A l aide de l unit moteur g n rateur l nergie m cani que produite par le moteur Stirling est transform e en nergie lectrique lumi re Inversement cette unit permet aussi l entra nement m canique du moteur Stir ling A l aide du torsiom tre on peut appliquer au moteur Stirling un couple d termin En outre en mesurant la vitesse de rotation2. Le frottement entre la pi ce m tallique et l aiguille peut tre modifi par la vis de r glage sur l aiguille Lorsque le moteur Stirling tourne l aiguille est enfil e avec pr caution sur laxe Alors le frottement doit tre lente ment augment toutefois il ne doit pas atteindre la valeur bloquant le moteur Le couple r gl est affich sur l chelle gradu e PH WE 3 CARACTERISTIQUES TECHNIQUES Moteur Stirling Vitesse de rotation vide min 800 min Puissance max env 1 W Unit moteur g n rateur Tension moteur max 12 V Lampe incandescence 4 V 40 mA Diam tre de la courroie 150 mm Torsiom tre Plage de mesure 25 103 Nm R solution 1 10 Nm 4 INDICATIONS PARTICULI RES Le piston moteur ne doit pas tre huil il est exactement ajust dans le cylindre en verre L huile augmenterait le frot tement et diminuerait ainsi la puissance du moteur Le cylindre de d tente est mont pour qu il existe un jeu r gulier existe entre lui et le piston et que la puissance soit op timis e Les vis de fixation ne doivent donc pas tre modi fi es Lorsque la puissance du moteur Stirling baisse la tige de piston du piston de d tente doit tre munie d une goutte d huile de machine tr s fluide Pour ce faire utiliser une se ringue NP de cde 02593 03 avec une canule NP de cde 02597 04 pour qu aucune goutte d huile ne parvienne sur le piston moteur 5 LISTE DES APPAREILS Moteur Stirling transpare
3. on peut en calculer la puissance m canique c d e Fig 2 Mode de fonctionnement du moteur Stirling 1 D tente isotherme apport de chaleur cession de travail 2 Cession de chaleur isochore pas de travail 3 Compression isotherme cession de chaleur absorption de travail 4 Absorption isochore de chaleur pas de travail Vi V p gt p et T const T T p p et V const V gt V p3 gt p4 et T const Ta gt T4 p p et V const PHYWE SYSTEME GMBH Robert Bosch Breite 10 D 37079 G ttingen Telefon 05 51 6 04 0 Telefax 05 51 60 41 07 2 DESCRIPTION ET MODE OPERATOIRE 2 1 Moteur Stirling 04372 00 La fourniture comprend 1 moteur Stirling 1 plaque de base bleue 1 br leur alcool 1 Cl Inbus 4 vis t te molet e 2 dans la plaque de base 2 sur le moteur Stirling Le moteur Stirling est plac sur la plaque de base et fix par le bas par deux vis t te molet e Deux autres vis t te molet e sur le dessus de la plaque de base servent fixer l unit moteur g n rateur ou l chelle gradu e du tor siom tre Le volant est en g n ral mont fixe sur laxe Il peut tre d gag l aide de la cl Inbus Apr s un remontage du volant l axe devra tre tir l g rement vers l ext rieur et il ne doit subsister entre le volant et le corps du moteur qu un petit in terstice de l paisseur d une feuille de papier pour que l a
4. nt 04372 00 Unit moteur g n rateur 04372 01 Torsiom tre 04372 02 Accessoires pour marche en moteur solaire 04372 03 Chemin e pour moteur Stirling 04372 04 Unit de d tection pVn 04371 00 Appareil de mesure pVnT 04371 97 Thermocouple NiCr Ni gain 2x 13615 01 Oscilloscope 20 Mhz 2 canaux 11454 93 C ble blind BNC 2x 07542 11 Rh ostat 330 Q 06116 01 Fils de connexion 04372 00 ES 1000 n 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 me Fig 3 Puissance m canique P et puissance lectrique P en fonction de la vitesse de rotation P grande poulie P petite poulie 6 EXPERIENCES 7 BIBLIOGRAPHIE Les appareils compl mentaires bien accord s au moteur Travaux pratiques Enseignement sup rieur Physique Stirling permettent de nombreuses exp riences qualitatives Partie 5 exp rience 3 19 et quantitatives Transformation Chaleur nergie m c lumi re Fonctionnement en pompe chaleur ou en machine fri gorifique Puissance m can en fonction de la vitesse de rotation Fig 3 Puissance lectr en fonction de la vitesse de rotation Fig 3 Mesure des temp ratures Relev du diagramme pV W
5. xe m ait pas trop de jeu en marche Dans le cylindre de d tente se trouvent deux points de me sure de temp rature Les douilles m talliques comportent une ouverture d un diam tre de 0 6 mm pouvant recevoir des thermocouples NiCr Ni gain s N de cde 13615 01 2 2 Unit moteur g n rateur 04372 01 La fourniture comprend 1 moteur g n rateur sur une querre de montage 1 courroie 1 lampe incandescence 4 V 40 mA L unit moteur g n rateur poss de deux poulies corde de taille diff rente permettant de montrer l influence du rapport de transmission sur la puissance et la vitesse de rotation du moteur Stirling La liaison avec le volant est assur e par une courroie Un commutateur permet de choisir entre la marche moteur et la marche g n rateur Lors du fonctionnement en g n rateur la lampe incan descence est allum e Parall lement la douille de la lampe se trouvent deux douilles de sortie permettant d y raccorder une r sistance r glable En position 0 du commutateur le g n rateur n est pas en charge Lors d un fonctionnement en moteur on applique une ten sion continue aux douilles d entr e 2 3 Torsiom tre 04372 02 La fourniture comprend 1 aiguille indicatrice 1 chelle gradu e La pi ce m tallique int rieure de l aiguille frein de Prony avec poids d inclinaison est fix e solidement l aide de la cl Inbus devant le grand volant sur l axe du moteur Stirling
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