Motor string

TEMA: MOTOR STIRLING
OBJETIVOS:
* Comprender los principios físicos de los motores de aire caliente
* Analizar el funcionamiento del motor Stirling
* Entender la importancia del diagrama p - V
* Utilizar el motor Stirling como generador eléctrico
TEORÍA:
Todos los motores termodinámicos funcionan con ciclos de calor, llamados ciclos termodinámicos. Los motorestermodinámicos se clasifican en endotérmicos (combustión interna) y exotérmicos (combustión externa). Como ejemplo de motores de combustión interna son los que se usan en los autos, estos funcionan con el ciclo Otto, los camiones, trenes y barcos con el ciclo Diesel, las plantas de poder frecuentemente funcionan con el Ranking, mientras que las turbinas de gas funcionan con el ciclo Brayton. En los motores decombustión externa destaca uno en especial: el motor Stirling.
La idea del ciclo Stirling fue ir alternando aire caliente y frío en un cilindro usando brazos mecánicos articulados y un volante para lograr que el motor funcione en un suave e interminable ciclo.
Los motores térmicos transforman un flujo de calor en trabajo mediante una serie de procesos termodinámicos que se realizan de formacontinuada sobre un fluido motor. En conjunto estos procesos forman un ciclo termodinámico. Un ciclo termodinámico es una evolución cíclica de procesos térmicos dentro de un intervalo de temperaturas.
El funcionamiento de los motores térmicos está caracterizado por la temperatura máxima y mínima entre las que opera el fluido motor, así como la rapidez con que es capaz de realizar el ciclo, cuestiónque definirá su potencia.
Otro aspecto tecnológico muy importante es el proceso empleado para aportar el calor al ciclo, distinguiéndose los motores exotérmicos de los endotérmicos. En los procesos exotérmicos el calor que requiere el ciclo termodinámico es aportado al fluido de trabajo en un dispositivo externo como en el caso de la máquina de vapor y del motor Stirling. El fluido motor siempre esel mismo y no cambia de composición.
Por el contrario, en los motores endotérmicos el calor es aportado al fluido del trabajo haciéndolo intervenir como comburente en un proceso de combustión, que se desarrolla en el interior del mecanismo como en el caso de los coches (motor Otto), aviones (turborreactores), y en gran cantidad de industrias. Con lo que será necesario sustituir el fluido motordespués de cada ciclo de trabajo, puesto que, debido al cambio de composición química sufrido en el proceso de combustión, el fluido resultante no es reutilizable después de haber transferido su energía al mecanismo.

La forma de aportación de calor al ciclo no presenta diferencias en los procesos termodinámicos; sin embargo, las diferencias tecnológicas son determinantes.
Los motoresendotérmicos solo pueden trabajar con combustible de una cierta calidad, dado que el proceso de combustión debe realizarse, a enorme rapidez, en el interior del mecanismo. En cambio, los motores exotérmicos aportan el calor al ciclo mediante una transferencia de calor, con lo que pueden aprovechar combustibles de inferior calidad, como puede ser la biomasa o gases de escape de otros motores, o inclusofuentes de calor alternativas, como la energía solar o la fisión nuclear.
MOTOR STIRLING
Se define maquina Stirling como aquel dispositivo que convierte calor en trabajo, o viceversa, 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.
En el motor Stirling elaire está confinado en una cámara cerrada, no sale al ambiente. El aire se desplaza de un extremo a otro de la cámara, cuando está en un extremo, una fuente de calor externa lo calienta; esto hace que se expanda y así se produce la fuerza del motor. Una vez que alcanza su máxima expansión, el aire se traslada al otro extremo de la cámara, donde se enfría, lo que provoca que se comprima....