La PES (pompe à eau Stirling)


Ca y est, j'ai décidé d'essayer de faire une pompe à eau sur la base du cycle Stirling. Ouf ! ça marche, lol !

Le principe de cette pompe est très simple et paradoxalement pourrait faire encore mieux comprendre la philosophie du cycle Stirling.
Ci-dessous se trouve le schéma de cette pompe ainsi qu'une photo :



Cette pompe est donc composée de deux clapets anti-retour (des billes), d'un circuit ou de l'air est "emprisonné".
Mon modèle peut être utilisé en pompe manuelle, il suffit de presser la tubulure pour chasser l'eau par le haut du dispositif (l'eau étant incompressible, elle sortira par le robinet) puis de lâcher la tubulure. La dépression va "pomper" une quantité d'eau par le bas du dispositif et non par ou l'eau est partie, grâce au clapet anti-retour.

En fait, lorsque l'on chauffe l'endroit ou se situe la flêche rouge, la pompe fonctionne comme précédemment. Vous verrez que cela ressemble étrangement au cycle Stirling.

Quatres étapes :
- L'air est chauffé et donc "pousse" l'eau à travers le clapet de sortie.
- Le système repositionne l'équilibre du niveau d'eau dans la cavité (la partie de chauffe diminue).
- L'air se refroidit et donc "pompe" l'eau à travers le clapet d'admission.
- Le système repositionne l'équilibre du niveau d'eau dans la cavité (la partie de chauffe augmente).

Vous voyez donc qu'il s'agit d'un système jouant avec la montée et la descente en pression et en température d'un gaz de travail (ici de l'air), couplé avec les propriétés de l'eau, nous avons une pompe à eau thermique Stirling (PES).

Vidéo de la pompe -->  Ici en Wmv

Mon robinet :


Autre vue de la pompe :


Quelques calculs et résultats :

Débit de la pompe -> 1,5 ml 75 fois par minute (vous pouvez compter)

- Fréquence de 1,25 Hertz
- Débit de 1,8 ml/s ---> d'ou : 6,48 litres par heure.

Volume à chaud = 1,88 cm3 d'air
Volume à "Froid" = 1,76 cm3 d'air

Si mes calculs sont exacts il y a donc une élévation de 18° dans la cavité d'air lors de la "chauffe" et une diminution de la même valeur lors du "refroidissement".

Exemple d'utilisation

Ci-dessous vous pouvez trouver un schéma relatant l'exemple suivant :

Imaginez une pompe à eau fonctionnant à l'énergie solaire pour pomper de l'eau dans un village d'Afrique ou il n'y aurait pas d'électricité, ainsi que de très grosses difficultés d'approvisionnement en carburant (groupe électrogène). Une telle pompe pourrait aider ce genre de communauté.
Fonctionnement possible avec :

- du soleil. (Fresnel)
- du gaz naturel.
- du bois.
- de l'essence. (à proscrire dans le cadre écologique du principe Stirling)
- etc....


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