Motores Térmicos

Ampliación de Motores Térmicos

Otros Motores Térmicos
Las trasparencias son el material de apoyo del profesor
para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura.
Al alumno le pueden servir como guía para recopilar
información (libros, …) y elaborar sus propios apuntes

Departamento:
Area:

Ingeniería Eléctrica y Energética
Máquinas y Motores Térmicos

CARLOS J RENEDOrenedoc@unican.es
Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28
http://personales.unican.es/renedoc/index.htm
Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82

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OTROS MOTORES TERMICOS

1.- Introducción
2.- Motor Stirling
3.- Motor Ericsson
4.- Motor Atkinson
5.- Motor Wankel
6.- Motor Elsbett
7.- Simulaciones

1.- Introducción

http://www.animatedengines.com/

Además de los clásicos motoresalternativos Otto y Diesel existen otros
motores térmicos, entre ellos destacan:
•
•
•
•
•

Motor Stirling (Robert Stirling, 1790-1878, Escocia)
Motor Ericsson (John Ericsson, 1803-1889, Suecia)
Motor Atkinson (James Atkinson, 1846-1914, Inglaterra)
Motor Wankel (Felix Wrankel 1902-1988, Alemania)
Motor Elsbett (Ludwig Elsbett, 1913-2003, Alemania)

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OTROS MOTORES TERMICOS
2.- MotorStirling (I)
El suministro de Q se realiza a T cte
Respecto al ciclo de Carnot sustituye los procesos adiabáticos por isócoros
con un regenerador (reversible)
Todo el Q se comunica a T cte (Q23 proviene de Q41)

QReg

QFC a T cte, η = η Carnot

η = 1−

QReg

TFF
TFC

Problemas constructivos ηreal< ηteórico
3

El calor se puede obtener mediante combustión externa (maloscombustibles)

OTROS MOTORES TERMICOS
2.- Motor Stirling (II)
Q
η = 1− FF
Q FC

Q12 =

T = cte

Q23 ="0"
Q 34 =

η Stirling

QReg

Q + Q12
= 1 − 41
Q 23 + Q 34

= W12 =

2

∫1

p dv = R T1 ln

QReg

v2
v1

⇐ Regenerador

T = cte

= W 34 =

v

4

4
∫3 p dv = R T3 ln v 3

Q41 ="0"

η Stirling =

v 3 = v 1; v 4 = v 2

= R T3 ln

v2
v1

⇐Regenerador

v2
v1
1−
v
"0" + R T3 ln 2
v1

=

"0" + R T1 ln

= 1−

T1
T
= 1 − FF = η Carnot
T3
TFC
4

OTROS MOTORES TERMICOS
2.- Motor Stirling (III)

Cilindro
Desplazador
Regenerador

Calor

Refrigeración
Humos

Volante

Pistón de
trabajo

Caldera

Bielas con 90º
de desfase 5

OTROS MOTORES TERMICOS
2.- Motor Stirling (IV)

Expande
el aire

Contrae
elaire
Frío

Calor

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OTROS MOTORES TERMICOS
2.- Motor Stirling (V)

El pistón mueve
el volante, y este
al desplazador

El desplazador es liviano y no conduce
fácilmente calor de un extremo a otro
Al medio existe un anillo de material capaz de
absorber y ceder calor que es el regenerador
Cuando el desplazador se mueve hacia abajo, la
mayor parte del aire dentro del cilindro quedaen la zona caliente y se expande, empujando el
pistón de trabajo hacia abajo
Aquí se entrega trabajo al exterior y gira el volante
Al suceder esto, una serie de bielas mueven el desplazador hacia arriba, desplazando la
mayor parte del aire a través del regenerador hacia la zona fría
(carrera desplazador > carrera del pistón; desfasadas 90º)
Allí se enfría el aire, baja la presión, el pistónsube, y se repite el ciclo

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OTROS MOTORES TERMICOS
En movimiento en:

2.- Motor Stirling (VI)

http://www.moteur-stirling.com/Diapo8.gif
Aire en el cilindro
Espaciador

Calor

Inercia del volante
mueve el desp.

Frío

Calor
El espaciador va
en adelanto 90º
respecto al pistón

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OTROS MOTORES TERMICOS
En movimiento en:

2.- Motor Stirling (VII)http://www.moteur-stirling.com/Diapo8.gif
Aire en el cilindro
Espaciador

Inercia del volante
mueve el desp.

Pistón Trabajo

Calor:

Frío:

aire expande y
mueve el pistón
hacia abajo

El aire contrae y
mueve el pistón
hacia arriba

Calor:
El espaciador va
en adelanto 90º
respecto al pistón

aire expande y
mueve el pistón
hacia abajo
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OTROS MOTORES TERMICOS
2.- Motor Stirling...