Moteur Stirling

Ce projet a pour but de réaliser un moteur Stirling, à combustion externe, et de comparer nos résultats à la théorie.

Difficulté

Medium Moyen

Durée

3 month(s) mois

Catégories

Énergie, Machines & Outils, Science & Biologie

Coût

50 EUR (€)

Physique, Mécanique, Ingénierie, Thermodynamique, Moteur, Stirling fr none Technique 0

Introduction

Dans le cadre de l'UE 3P024, nous avons pour devoir de mener en autonomie, par groupe de 3 à 6 personnes, un projet permettant d'exploiter les connaissances que nous avons cumulées au cours de notre cursus de Licence de Physique.

Notre groupe, composé de trois étudiants (2 en double majeure Physique-Mécanique, 1 en majeure mineure Physique-Mécanique); le choix d'un projet permettant également l'exploitation de notions vues en Mécanique était évidemment intéressant. Ainsi, la réalisation du moteur Stirling fut un choix mettant tout le monde d'accord.

Le moteur Stirling est un moteur à combustion externe ayant été inventé par Robert Stirling en 1816. Il fonctionne en quatre phases :

1. Chauffage isochore
2. Détente isotherme
3. Refroidissement isochore
4. Compression isotherme

Matériaux

Structure

• Bois (planches de récupération et panneau en peuplier pour la découpeuse laser)
• Tiges filetées en acier et écrous+rondelles
• Roulements à bille
• Pièces 3D sur mesure en PLA

Chambres et combustion

• 2 seringues en verre
• Tube en plastique pour relier les seringues
• (paille de fer)
• Brûleur

Outils

Découpeuse laser

Imprimantes 3D (UP Mini)

Perceuses et ponceuses

Étape 1 - Diagramme de Gantt

Étape 2 - Première version (fini le 01/02)

Pour débuter notre projet, nous avons commencé par établir une idée globale de ce à quoi il devrait ressembler dans sa version finale, puis de là, nous avons pu dresser une liste des différentes pièces majeures qui le constitueront.

Après avoir récupéré nos premières chutes de bois, nous avons constitué la structure principale :

• Deux supports secondaires pour les seringues
• Un support principale pour soutenir l'arbre

Nous pensons ajouter des roulements à billes pour minimiser les frottements lors de la rotation, et nous recherchons activement des seringues en verre, le dimensionnement du reste de la structure et des pièces 3D dépend de la taille de celles-ci (Nous en avons commandé mais elles viennent de Chine et le temps de livraison est trop long).

Étape 3 - Achat de matériaux le 07/02 et 08/02

Roulements à billes achetées à Décathlon, nous allons faire des trous à la fraiseuse dans le support principal pour y mettre les roulements à billes.

Nous sommes également passés à tes tiges filetées plutôt que des tiges lisses ce qui nous permet de tout serrer avec des écrous.

Étape 4 - Seringues récupérés, accélération du projet (début 18/02)

Après avoir réuni le matériel nécessaire et avoir effectué nombre de découpes de bois, nous avions enfin pu commencer à assembler les pièces les moins techniques (statiques).

Tout d'abord, nous devions consolider la base de notre structure. Initialement, nous étions partis sur l'idée d'utiliser une simple """couche""" de bois sur laquelle reposerait l'ensemble du système : "...".

Cependant, on s'est vite rendus compte qu'en plus de ne pas être assez spacieuse pour accueillir toutes les pièces, elle était aussi susceptible de réagir aux mouvements engendrés par le moteur, ce qui rendrait le tout très instable.

Étape 5 - Semaine 3

Nous avons finalement réussi à nous procurer des seringues en verre de 50mL (et non 10mL comme prévu), la construction peut réellement commencer car tout dépendait de leurs dimensions.

Nous avons également remplacé les tiges pleines par des tiges filetées (qui rentrent désormais dans les roulements à billes) et que nous pouvons serrer avec des boulons.

Impressions de pièces 3D :

-pièce faisant la transmission entre la roue et l'axe entraîné par la seringue (x2) cf image 1

-pièce permettant à l'axe d'être entraîné par la seringue (x2) au dimensions exactes de chaque seringue cf image 2 et 3

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