Motor de stirling

MOTOR STIRLING

1. INTRODUCCION:

El motor Stirling fue inventado en 1816 por Robert Stirling, reverendo escocés. El objetivo era tener un motor menos peligroso que la máquina de vapor.
El principio de funcionamiento es el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (normalmente helio, hidrógeno, nitrógeno o simplemente aire) al ser obligado a seguir un ciclo deenfriamiento en un foco frío, con lo cual se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos y se trata de un motor térmico.
Este motor, de gran antigüedad, continúa en investigación gracias a la versatilidad de fuentes de energía utilizables para su funcionamiento, ya que al necesitarsolamente una fuente de calor externa al cilindro, es posible usar una gran variedad de fuentes energéticas (energía solar térmica, todo tipo de combustibles, uso de la biomasa, energía geotérmica, etcétera).
Hoy existe una variedad de artefactos que utilizan este principio, incluso algunos con base acústica.
El motor Stirling es el único capaz de aproximarse (teóricamente lo alcanza) alrendimiento máximo teórico conocido como rendimiento de Carnot, por lo que, en lo que a rendimiento de motores térmicos se refiere, es la mejor opción. Conviene advertir que no serviría como motor de coche, porque aunque su rendimiento es superior, su potencia es inferior (a igualdad de peso) y el rendimiento óptimo sólo se alcanza a velocidades bajas.
Su ciclo de trabajo se conforma mediante 2transformaciones isocóricas (calentamiento y enfriamiento a volumen constante) y dos isotermas (compresión y expansión a temperatura constante).

Algunas de sus características favorables son:

• Rendimiento: 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 lasemisiones.

• 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.

Entre las características desfavorables, 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 viablesson el hidrógeno y el helio, ambos por buenas propiedades termodinámicas.

2. CICLO STIRLING TEORICO:

2.1 Descripción del Ciclo:

|[pic] |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 |
|...