Aplicación informática para el estudio del motor stirling mediante visual basic para uso docente

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UNIVERSIDAD DE BURGOS

ESCULELA POLITÉCNICA SUPERIOR

INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL

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PROYECTO FIN DE CARRERA:

APLICACIÓN INFORMÁTICA PARA EL ESTUDIO DEL MOTOR STIRLING MEDIANTE VISUAL BASIC PARA USO DOCENTE.

Roberto Delgado Martínez
ÍNDICE:

1. MEMORIA 7

1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA 7
1.1.1 ANTECEDENTES 7
1.1.2 MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS. 9
1.1.3 MOTORESTÉRMICOS 13
1.1.3.1 CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES TÉRMICOS. 13
1.1.4 EL MOTOR STIRLING 16
1.1.4.1 EL CICLO STIRLING 16
1.1.4.2 EL REGENERADOR 20
1.1.4.3 HISTORIA DEL MOTOR STIRLING 21
1.1.4.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MOTOR STIRLING 25
1.1.4.4.1 VENTAJAS DE MOTOR: 25
1.1.4.4.2 DESVENTAJAS DEL MOTOR: 25
1.1.4.5 TIPOS DE MOTORES STIRLING 261.1.4.6 RENDIMIENTO DEL CICLO STIRLING 29
1.1.5 UTILIDAD DEL PROGRAMA EN LAS CLASES PRÁCTICAS 32
1.1.6 BIBLIOGRAFÍA 34
1.1.7 RESUMEN Y CONCLUSIONES. 35
1.2 ANEJOS A LA MEMORIA 36
1.2.1 ANEJO Nº 1: EQUIPO DEL LABORATORIO 36
1.2.1.1 MOTOR STIRLING 36
1.2.1.1.1 MOTOR DE AIRE CALIENTE. 36
1.2.1.1.2 INDICADOR DE PRESIÓN-VOLUMEN. 39
1.2.1.1.3OTROS COMPONENTES DEL MOTOR. 41
1.2.1.2 EQUIPO DE TOMA DE MEDIDAS. 42
1.2.1.3 BALANZA DE PESOS MUERTOS. 42
1.2.2 ANEJO Nº2: DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR. 46
1.2.2.1 FUNCIONAMIENTO COMO MOTOR TÉRMICO 46
1.2.2.2 FUNCIONAMIENTO COMO MÁQUINA INVERSA. 47
1.2.2.3 MONTAJE DEL INDICADOR DE P-V. 49
1.2.2.4 ADVERTENCIAS DE SEGURIDAD 50
1.2.3ANEJO Nº 3: EXPERIMENTOS Y CÁLCULOS REALIZADOS CON EL MOTOR. 52
1.2.3.1 DETERMINACIÓN DE LAS PERDIDAS TÉRMICAS POR MOTIVO DE LA CONDUCCIÓN CONVECCIÓN Y RADIACIÓN DEL CALOR DISIPADO POR LA RESISTENCIA. 52
1.2.3.2 DETERMINACIÓN DE LAS PERDIDAS POR ROZAMIENTO DE LOS PISTONES EN LA PARED DEL CILINDRO. 62
1.2.3.3 ESTIMACIÓN DE LA TEMPERATURA INTERIOR DE LA CÁMARA SUPERIOR DELCILINDRO, CUANDO LA MÁQUINA ESTÁ FUNCIONANDO COMO MOTOR TÉRMICO. 65
1.2.3.4 POTENCIA SUMINISTRADA POR LA RESISTENCIA ELÉCTRICA. 68
1.2.3.5 CALOR CEDIDO AL AGUA DE REFRIGERACIÓN CUANDO LA MÁQUINA ESTÁ FUNCIONANDO COMO MOTOR TÉRMICO. 70
1.2.3.6 DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA BOMBA DE CALOR. 73
1.2.3.7 CALOR CEDIDO AL AGUA DE REFRIGERACIÓN CUANDO LA MÁQUINA ESTÁFUNCIONANDO MÁQUINA FRIGORÍFICA. 79
1.2.3.8 DETERMINACIÓN DEL CALOR CEDIDO POR EL AGUA DEL TUBO DE ENSAYO CUANDO LA MÁQUINA ESTÁ FUNCIONANDO COMO MÁQUINA FRIGORÍFICA. 82
1.2.3.9 PERDIDAS EN LA CABEZA DEL CILINDRO CUANDO LA MÁQUINA STIRLING ESTÁ FUNCIONANDO COMO MÁQUINA FRIGORÍFICA. 86
1.2.3.10 CALOR ABSORBIDO DEL AGUA DE REFRIGERACIÓN CUANDO LA MÁQUINA ESTÁ FUNCIONANDO COMO BOMBA DECALOR. 90
1.2.3.11 DETERMINACIÓN EL CALOR ABSORBIDO POR EL AGUA DEL TUBO DE ENSAYO CUANDO EL MOTOR ESTÁ FUNCIONANDO COMO BOMBA DE CALOR. 93
1.2.3.12 PERDIDAS EN LA CABEZA DEL CILINDRO CUANDO LA MÁQUINA STIRLING ESTÁ FUNCIONANDO COMO BOMBA DE CALOR. 97
1.2.3.13 OBTENCIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE PRESIÓN – VOLUMEN. 100
1.2.3.14 CALIBRACIÓN DEL INDICADOR PRESIÓN - VOLUMEN. 1051.2.3.15 POTENCIA CONSUMIDA POR EL MOTOR ELÉCTRICO GIRANDO EN VACÍO. 108
1.2.3.16 POTENCIA CONSUMIDA POR EL MOTOR ELÉCTRICO UNIDO MEDIANTE LA CORREA A LA MÁQUINA STIRLING. 111
1.2.3.17 RÉGIMEN DE GIRO ALCANZADO POR EL MOTOR. 114
1.2.3.18 POTENCIA CONSUMIDA POR LOS RODAMIENTOS DEL MOTOR. 115
1.2.4 ANEJO Nº 4: ANÁLISIS CINEMÁTICO. 117
1.2.4.1 ESQUEMA DE MOTOR 1171.2.4.2 GRADOS DE LIBERTAD DEL MECANISMO. 118
1.2.4.3 DIAGRAMAS CINEMÁTICOS. 118
1.2.4.3.1 POSICIÓN DE LOS PISTONES. 119
1.2.4.3.2 ÁNGULO FORMADO POR EL PISTÓN DE TRABAJO. 121
1.2.4.3.3 VELOCIDAD DE LOS PISTONES. 123
1.2.4.3.4 ACELERACIÓN DE LOS PISTONES. 124
1.2.5 ANEJO Nº 5: PROGRAMACIÓN DE LA APLICACIÓN INFORMÁTICA 126
1.2.5.1...
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