Potentielle énergétique

Un moteur pas comme les autres! Expérience de la pensée .

Pas si simple que çà!

En effet nous voilà face un problème encore méconnu.

La roue thermo gravitationnelle est un moteur thermique rotatif à piston liquide qui respose sur le principe de la transformation du transfert de l'énergie thermique en énergie potentielle différentielle.

Dans un moteur thermique classique, le déplacement du piston se fait sur toute la longueur de la chemise ce qui correspond à la cylindrée. Dans la roue thermo gravitationnelle, le piston liquide se déplace très peu dans la chambre de travail alors que le volume d'air dans la bouteille est important.

Que se passe t-il?

Regardons côté source chaude. On chauffe l'air dans la bouteille, celui-ci se dilate et fournit un travail. Ce travail correspond au déplacement de la  force appliquée à la surface du liquide sur une longueur correspondant au déplacement du liquide. Contrairement à un moteur classique où la force du piston est transmise à une bielle, la force du piston liquide de la roue thermo gravitationnelle agit sur la pression atmosphérique au-dessus de la surface du liquide dans le bassin. Comme le volume atmosphérique peut-être considéré infini par rapport au volume d'air de la bouteille, la pression atmosphérique sur la surface du bassin d'eau ne change pas.

Il reste maintenant à considérer l'augmentation du volume d'eau dans le bassin. Aussi mimine qu'elle soit, elle s'annule par l'autre chambre opposée qui se refroidit et qui aspire de l'eau dans les même proportion dans ce même bassin. Quand la roue thermo gravitationnelle tourne , le volume d'eau dans le bassin ne change pas.

Le paradoxe: si la pression atmosphérique ne change pas, si le niveau d'eau dans le bassin ne change pas, le travail fournit par l'air dans les bouteilles engendre une variation d'énergie potentielle du liquide autour de l'axe correspondant à la fraction de la rotation (le poids des chambres et du tube s'annule par la chambre opposée horizontalement)

C'est cette différence d'énergie potentielle autour de l'axe qui permet à la roue thermo gravitationnelle de tourner.

L'énergie thermique (la chaleur) s'applique sur le volume du gaz dans la chambre
L''énergie potentielle s'applique sur le liquide.

Quand les chambres de la roue termo gravitationnelle montent, l'énergie thermique captée augmente l'énergie potentielle suivant le rendement de Carnot.

Quand les chambres de la roue termo gravitationnelle descendent, l'énergie thermique restituée diminue l'énergie potentielle suivant le rendement de Carnot.

 

 

 

 


 

Théorie énergie potentielle 1

Comment déterminer le potentiel énergétique de la roue RTG ?

Bien entendu pour déterminer le potentiel énergétique Carnot nous donne la formule  η Carnot = 1 - ( Tfroide/Tchaude ). Mais comment le démontrer avec la roue thermo gravitationnelle?

J'ai réalisé un simulateur avec un tableur en incorporant les dimensions de la roue RTG, les lois de base de la themodynamique, de la mécanique, de l'hydraulique et de ma formule générale RTG.

Ci-contre un extrait visuel du simulateur (me joindre pour de plus amples renseignements).


 

Simulateur exemple 2

Taille : 34.23 Ko

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Démarche du calcul.

Le calcul se fait par approche afin de déterminer les conditions thermodynamiques du gaz et d'énergie potentielle du liquide pour chacune des 24 positions occupées par les chambres.

Comme le calcul algébrique différentiel à plusieurs variables est trop complexe pour moi (pas sûr que cela soit possible), je réalise si on peut dire, un calcul différentielle sur une fraction d'angle correpondant à 1/24 de tour. En calculant le couple engendré par la colonne de liquide, je peux ainsi déterminer l'énergie mécanique fournie sur un tour. ( RTG en rotation )

Il en ressort qu'on peut effectivement transformer toute l'énergie thermique en énergie potentielle suivant le rendement de Carnot. Deux cas se présentent suivant le type de transfert de chaleur entre les chambres de travail et les sources de chaleur:

1er cas avec un transfert par conduction
plus la température du gaz sera proche de la température des sources,mieux sera le rendement. Cela implique un temps de rotation très lent d'où une puissance très faible.

2ième cas avec un transfert par rayonnement
avec une conception des chambres adaptées (transparent avec un capteur interne noir) cela réduit considérablement le temps des échanges thermiques entre le gaz et les sources de chaleur. Cela semble être le meilleur moyen pour tirer partie du potentielle de la roue thermo gravitationnelle. Le rayonnement dépend des températures des parois des sources et du capteur interne.

 

 


 

Questions / Réponses

  • De Pépito|04/06/2023

    Bonjour, Cela semble beaucoup se rapprocher du moteur Stirling non ? L'utilisation d'une différence de température pour obtenir un mouvement rotatif ? Délaissé pendant quelques siècles, ces technologies vont peut-être faire leur retour dans l'ère post pétrole...

  • L'équipe ROUE THERMO GRAVITATIONNELLE

    Les moteurs Stirling sont assez proche.

    Utilisent-ils la gravité ?

    Si oui quel modèle ?

     

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