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Miroir parabolique et absorbeur
Pour assurer un bon rendement du moteur Stirling, il est nécessaire d'obtenir une température de la source chaude (absorbeur) élevée. Pour cela, on concentre le rayonnement solaire incident à l'aide d'un miroir parabolique dont le rayon d'ouverture vaut
Rp=4,5 m. Tous les rayons incidents convergent, après réflexion, en un point appelé foyer du miroir situé à
5 m du miroir.
1.1 Déterminer le flux ϕ de rayonnement solaire capté par le miroir pour un flux surfacique φ=800 W·m-2.
Grâce à la forme du miroir, l'éclairement reçu par l'absorbeur est
2500 fois plus grand que celui reçu par le miroir, sa surface étant
2500 fois plus petite que le faisceau de lumière qui arrive sur le miroir.
1.2 Vérifier que le rayon Ra de l'absorbeur est voisin de 9 cm si on considère l'absorbeur comme étant un disque circulaire.
D'une part, l'absorbeur réfléchit
18 % du rayonnement qu'il reçoit et, d'autre part, il se comporte comme un corps noir du point de vue de l'émission, c'est-à-dire qu'il vérifie la loi de Stefan-Boltzmann. En dernier lieu, il transmet une puissance
Pt au moteur Stirling. La température de fonctionnement du système est
Ta=1040 K.
1.3 Calculer la puissance Pt transmise au moteur.