INTRODUCCIÓN:
El motor Stirling fue originalmente inventado por Sir Robert Stirling, fraile escocés, hacia 1816. En sus inicios compitió efectivamente con el motor a vapor. Perdió interés después del desarrollo del motor de combustión interna y ha retomado interés en los últimos años por varias características muy favorables que tiene. En particular:
- Rendimiento: como veremos, el motor Stirling tiene el potencial de alcanzar el rendimiento de Carnot, lo cual le permite, teóricamente, alcanzar el límite máximo de rendimiento.
- Fuente de Calor Externa: este motor intercambia el calor con el exterior, por lo tanto es adaptable a una gran gama de fuentes de calor para su operación. Se han construido motores Stirling que usan como fuente de calor la energía nuclear, energía solar, combustibles fósiles, calor de desecho de procesos, etc. Al ser de combustión externa, el proceso de combustión se puede controlar muy bien, por lo cual se reducen las emisiones.
- Ciclo cerrado: el fluido de trabajo opera en un ciclo cerrado y la fuente de calor es externa. Esto hace que este motor sea, potencialmente, de muy bajo nivel de emisiones.
Como contrapartida a estas características favorables, está el hecho de que el fluido de trabajo es gaseoso, lo cual acarrea dificultades operativas. En la práctica, se ha visto que los fluidos de trabajo viables son el hidrógeno y el helio, ambos por buenas propiedades termodinámicas.
Sir Robert Stirling
¿Qué es un motor Stirling?
Es un dispositivo que convierte calor en trabajo , a través de un ciclo termodinámico re¿Qué es un motor Stirling?
Es un dispositivo que convierte calor en trabajo , a través de un ciclo termodinámico regenerativo con compresión y expansión cíclicas del fluido de trabajo, operando dicho fluido entre dos temperaturas la del foco caliente y la del foco frío. Es una máquina de combustión externa, o sea, puede adaptarse a cualquier fuente de energía (combustión convencional o mixta, por ejemplo, con biomasa y gas, energía solar), sin que ello afecte al funcionamiento interno del motor.generativo con compresión y expansión cíclicas del fluido de trabajo, operando dicho fluido entre dos temperaturas la del foco caliente y la del foco frío. Es una máquina de combustión externa, o sea, puede adaptarse a cualquier fuente de energía (combustión convencional o mixta, por ejemplo, con biomasa y gas, energía solar), sin que ello afecte al funcionamiento interno del motor.
¿Para que sirve?
Como toda maquina térmica el motor Stirling convierte el calor en trabajo, facilitando tareas laborales tras la generación de trabajo esta energía puede ser empleada en cualquier proceso manufacturero, energético, químico, etc.
Es decir existen varias aplicaciones para este tipo de motor, desde encender una lampara hasta desplazarse en un vehículo con este motor.
Tipo de motor utilizado:
Motor tipo Gamma:
Este tipo esta derivado del beta, pero es mas sencillo de construir.Consta de dos cilindros separados en uno de los cuales se sitúa el desplaz
ador y en otro el pistón de potencia.Los sistemas para enfriar y calentar son idénticos a los del tipo beta.En este tipo el pistón de potencia es mucho más sencillo de construir . Aquí el pistón y el desplazador también deben de moverse desfasados 90 grados, lo cual se consigue mediante el cigüeñal adecuado.
¿Cómo funciona?
Descripción del Ciclo:
 | El ciclo Stirling Teórico está compuesto por dos evoluciones a Volumen constante y dos evoluciones isotérmicas, una a Tc y la segunda a Tf. Este queda ilustrado en la figura 1. El fluido de trabajo se supone es un gas perfecto. En el ciclo teórico hay un aspecto importante que es la existencia de un regenerador. Este tiene la propiedad de poder absorber y ceder calor en las evoluciones a volumen constante del ciclo. Si no existe regenerador, el motor también funciona, pero su rendimiento es inferior. Hay algunos aspectos básicos a entender en la operación de un motor Stirling: |
- El motor tiene dos pistones y el regenerador. El regenerador divide al motor en dos zonas, una zona caliente y una zona fría.
- El regenerador es un medio poroso, capaz de absorber o ceder calor y con conductividad térmica despreciable.
- El fluido de trabajo está encerrado en el motor y los pistones lo desplazan de la zona caliente a la fría o vice versa en ciertas etapas del ciclo. Por lo tanto se trata de un ciclo cerrado.
- Cuando se desplaza el fluido desde la zona caliente a la fría (o al revés), este atraviesa el regenerador.
- El movimiento de los pistones es sincronizado para que se obtenga trabajo útil.
- Se supone que el volumen muerto es cero y el volumen de gas dentro del regenerador es despreciable en el caso del ciclo teórico. Como en el ciclo real esto no ocurre, el rendimiento es algo inferior.
- En el ciclo teórico se supone que la eficiencia del regenerador es de un 100%. Es decir devuelve todo el calor almacenado y además con recuperación total de temperaturas.
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MATERIALES
2 latas de gaseosa o cerveza
1 lata de atún
1 lata de leche grande
Alambre Nº 14 1m.
Pegamento resistente a altas temperaturas SOLDIMIX
1 globo mediano
Brillo para lavar ollas
Hilo para pescar 20 cm.
1 Tornillo con 2 tuercas
Ajustador de alambre
1 mechero o vela
Lija para fierro
Herramientas de casa (martillo, alicates, desarmadores, tijera, cuchillas para cortar metal, arco y sierra, etc.)
VÍDEO DE LA REALIZACIÓN
1° parte, construcción del motor
https://www.youtube.com/watch?v=K0IQpjhQoRY
2° parte, funcionamiento del motor
APLICACIONES:
Algunas de las
aplicaciones reales que se le dan hoy día son:
Paneles solares:
El Stirling permiten
recargar las baterías a altas profundidades.
Enfriadoras:
una de las
características del motor Stirling es que es un ingenio reversible
BIBLIOGRAFIA
buen trabajo..!!
ResponderEliminaruna pregunta: que ciclos se dan en el motor?
Gracias amigo Marco, en el motor se dan 2 procesos semejantes al del ciclo carnot (isomérico e isotérmico)
ResponderEliminarFelicitaciones por su trabajo.
ResponderEliminarUna pregunta:
¿Que material han utilizado como embolo ?¿se podria utilizar otro tipo de material?