Oscillateur de Curie par Padawan: nouveau moteur solaire?

[Christophe]

Ce petit montage prototype fonctionne au gaz mais un concentrateur solaire pourrait bien faire l'affaire. L'astuce est de faire dépasser la T° de curie d'un des élements du "moteur" il devient alors "amagnétique" et n'est plus attiré par l'aimant moteur mais voyez plutot:

https://www.econologie.com/oscillateur-d ... -4136.html

C'est très ingénieux, par contre, aucune idée du rendement possible d'un tel systeme!

[Padawan]

hello Econologues avertis !

Concernant ta question sur l'oscillateur et son rendement voici quelques éléments de réponse:
- Le système est un oscillateur mécanique entretenu. Son énergie correspond donc à l'énergie mécanique des oscillation, qui dépend de la masse et des caractéristiques géométriques du pendule. Si l'amplitude des oscillations est maintenue constante, c'est que l'apport d'énergie permet de compenser les pertes (frottement sur l'axe...) qui normalement finiraient par annuler le mouvement d'un pendule simple réel non excité. On peut donc calculer l'énergie du pendule à partir des propriétés de l'oscillateur mécanique, c'est une première énergie qu'on va appeler Es1 (puisque c'est l'énergie de sortie du système excité, qu'on pourra éventuellement utiliser en aval du montage).
- Pour entretenir l'oscillation, on apporte de l'énergie. Dans le cas du pendule à point de Curie, l'aimant permanent exerce une force d'attraction constante et l'apport d'énergie ne vient que pour en annuler l'effet au bon moment, mais pour simplifier on va considérer que c'est un apport d'énergie Ee1 qui permet d'entretenir l'oscillation. Pour calculer cet apport d'énergie il suffit de connaître la capacité calorifique du matériau et la différence de température entre l'ambiante et celle de son point de Curie (attention, raisonner en Kelvin).

Pour calculer un premier rendement on peut faire Es1/Ee1. Attention, comme une partie de l'énergie est "fournie" par l'aimant permanent, il ne faut pas s'affoler si on a éventuellement un rendement > 1 car ça signifie qu'on "consomme" l'énergie stockée dans l'aimant lors de sa fabrication (poudres frittées soumise à chaud à un fort champs magnétique produit par un fort courant, qu'il faudrait aussi faire entrer dans le calcul du rendement, mais cela est compliqué puisqu'il faudrait en tenir compte au prorata de la perte d'aimantation constatée dans l'aimant, nécessitant un temps de fonctionnement très long pour mesurer une perte d'aimantation significative avec une bonne précision), un peu comme si on avait un électroaimant alimenté par une pile.
Pour le calcul de ce rendement, dans l'idéal on suppose que l'énergie de chauffe n'est fournie que quand il le faut. C'est le cas idéal qui serait possible en allumant la source de chaleur à chaque oscillation (difficile avec un chalumeau, mais on peut imaginer un chauffage électrique par résistance, commandé électroniquement) donc rapporter la durée d'apport d'énergie à la durée de l'oscillation, en calculant par exemple le rapport entre les énergies moyennes en 1/T intégrale de d(énergie)/dt, avec par exemple T la période d'oscillation et par exemple t énergie chauffage = T/10 ou quelque chose comme ça, si le temps de chauffage représente un dixième de la période par exemple.

Ensuite si on considère un chauffage continu on va avoir un apport d'énergie plus grand, puisqu'on considère qu'on fournit en permanence (c'est à dire pendant toute la période T) l'énergie qui suffirait à chauffer en seulement, par exemple, T/10, le fil. Le fil n'est évidemment chauffé que quand il arrive au point voulu, mais du point de vue de la source de chaleur, on suppose alors qu'on chauffe tout le temps, que le fil soit là ou non. On a donc une énergie Ee2.

Maintenant si on considère le rendement du chauffage, il faut prendre en compte l'énergie disponible pour le chauffage et non plus l'énergie reçue par le fil. On a une énergie Ee3. La différence vient notamment de toute l'énergie perdue,par exemple par rayonnement, par le fil.

Enfin si on considère le rendement du dispositif de chauffage, il faut prendre en compte l'énergie initiale Ee4 dont une partie seulement sera disponible pour le chauffage. Ce rendement est par exemple le rendement du brûleur du chalumeau, calculé entre l'énergie de la flamme et l'énergie des molécules de gaz stocké dans la bombonne et tenant compte de la partie de la flamme qui ne chauffe pas le fil. Dans le cas d'un chauffage solaire, c'est le rendement entre l'énergie solaire et l'énergie concentrée sur le fil (différence due aux pertes lors de la réflexion sur le miroir de focalisation, par exemple).

- L'énergie Ee1 peut se calculer théoriquement à partir des propriétés du matériau. L'énergie Ee2 se calcule en ramenant à la durée complète de chauffe (c'est à dire que si on a un chauffage continu et que le chauffage n'est utilisé qu'un dixième du temps pour amener le matériaux au point de Curie, l'énergie Ee2 sera dix fois supérieur à l'énergie Ee3

- L'énergie Ee3 peut se mesurer en utilisant le thermocouple, placé là où arrive le fil.
- L'énergie Ee4 peut se calculer à partir des réactions chimiques d'oxydation du gaz, du débit de gaz, du rendement du brûleur...

Enfin du côté de la sortie, il faut tenir compte de l'énergie récupérée par la bobine, Es2, qui sera bien sûr inférieure à Es1 puisque la bobine ne récupère qu'une partie de l'énergie d'oscillation. La force de retour s'ajoute aux frottements et est compensée par l'excitation. On peut déduire Es2 de la puissance fournie P = UI, avec U la ddp mesurée à l'oscillo et I le courant correspondant. Comme il doit être très faible on peut éventuellement utiliser un micro-ampèremètre.

Voilà pour le moment une analyse trés rapide du problème, ce week end je verrai plus en détail, j'aurai peut-être plus d'idées.

NOTA: je me suis amusé à refaire les expériences des champs magnétiques déviés d'aimants permanent et ça marche du tonnerre !! comme je l'avais dit à Quartz il suffisait de calculer les bobines pour dévier les flux magnétique des aimants....j'ai réalisé une mini grue qui avec son système à aimants permanents je peux soulever jusqu'à 1 kg et pour lacher ma charge il me suffit de dévier les flux grace aux bobines et alimentée par une pile plate de 4.5V (cool ! non !) . Beaucoup de travail (mécanique)
fournit par les aimants pour soulever et maintenir la charge
et peu d'énergie à fournir pour "lacher prise". je trouve ce système très intéressant et je vais le proposer pour une étude aux étudiants.... je sais les flux déviés sont brevetés mais je me demandai ! avez vous connaissance de systèmes de levage avec ce procédé car j'ai beau chercher sur internet mais ! rien trouvé !?
je ferai une vidéo avec photos et démo filmée de mon système de levage.....
Que la force (éconologique) soit avec vous !
Padawan