Motor Stirling

Tecnológico de Estudios Superiores
De
Jilotepec

Nombres: José Ramón Modesto Mendoza
Rafael Amado Juárez Nieto
Moisés Alcántara Estrada
Erick González Tapia

Ing. Bernardo Flores Santibáñez
Grado y Grupo: 3 Semestre
Especialidad:
Ing. Mecatrónica
Materia:
Fundamentos de Termodinámica
Trabajo:
Motor Stirling

Índice

1.Introducción…………………………………………………..3

2. Historia………………………………………………………..4

3. Principios de funcionamiento……………………………….5

4. Tipos de motores de aire caliente………………………….9

5. Aplicaciones………………………………………………….11

6. Construcción de un motor Stirling…………………………

7. Conclusiones y bibliografía…………………………………13


Introducción

La termodinámica es la ciencia general de laenergía estudia las diversas
Manifestaciones de la energía y la transformación de un tipo de energía en
Otro es una de las áreas básicas de la física, dado que
Prácticamente no existe un proceso físico sin transformación de energía. En el proceso Stirling observamos cambios de energía en un medio gaseoso. El contenido energético de un gas está determinado por las magnitudes físicas mesurablesde volumen v, presión p y temperatura t. para no tener que limitarse al concepto de energía, también puede observarse el estado de un gas determinado por las magnitudes de estado p, v y t. en el caso del gas ideal, éstas se relacionan mediante la ecuación de estado. nrpv = t (1)

En que n corresponde al número de moles del gas en el volumen
v y r =8,314j/(mol k), la constante de los gases.Uno de los objetivos del experimento de práctica es comprender, en el manejo con la máquina Stirling, los conceptos de sistema termodinámico, cambio de estado y ciclo. En ello, la máquina se opera como máquina térmica motriz (motor de aire caliente), máquina de refrigeración y bomba de calor.

Historia

Robert Stirling fue un clérigo Escocés que, heredando el interés de su padre por laingeniería, diseñó en 1816 un motor térmico que funcionaba sin peligro de las explosiones y quemaduras que tenia la maquina de vapor. Posteriormente sería el francés Sadi Carnot el que hiciera una interpretación teórica de su funcionamiento para comprender el fenómeno
de producir fuerza motriz partiendo del calor que fluye entre dos focos a distinta temperatura.
Si bien en potencia no podía competircon la, famosa por entonces, máquina de vapor, era el motor de Stirling una máquina mucho más sencilla, barata y segura y se aseguró un campo de aplicación allí donde la fuerza no fuera un factor tan decisivo diseñándose así ventiladores y bombas de agua basadas en el principio de la expansión y la compresión
Del aire.

Principios de funcionamiento

El principio básico del funcionamiento delmotor ideado por Stirling es calentar y enfriar un medio de trabajo, ya sea aire, helio, hidrógeno o incluso alguna clase de líquido. Al calentar el medio de trabajo, conseguiremos que incremente su volumen, y se aprovechará ese movimiento para desplazar una parte del motor.
Posteriormente, enfriaremos de nuevo el medio de trabajo, reduciendo su volumen, y consiguiendo que el motor vuelva a laposición
Inicial. El motor trabajará siempre con el mismo medio de trabajo, por lo que el motor debe ser hermético.

En nuestro diseño, aplicamos calor en la parte inferior, y frío en la parte superior a un recipiente hermético que contiene el medio de trabajo (aire), y un pistón desplazador, para mover el aire de una zona del recipiente a otra. Al aplicar calor a la base del recipiente, y con elpistón desplazador en la parte opuesta (arriba), aumenta la temperatura del aire, por lo que según la ley general de los gases aumenta la presión, empujando una superficie elástica, mediante la cual conseguiremos movimiento. Este movimiento de la superficie elástica se transmitirá a un cigüeñal, que a su vez irá conectado al pistón desplazador con en ángulo de noventa grados, de forma que, al...