Proyecto Fisica1
Páginas: 13 (3042 palabras)
Publicado: 30 de agosto de 2015
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS-ESPE SEDE LATACUNGA
INFORME “PROYECTO FINAL DE FÍSICA”
DATOS INFORMATIVOS:
Docente: Dra. Marcia Morales CALIFICACIÓN:
Integrantes: Lovato Harley
Navas Esteban
Navas Richard
Ramírez André
Carrera: Mecatrónica
Curso: Segundo “A”
CONSTRUCCIÓN DE UN MOTORSTIRLING
Fecha de realización del Proyecto: 10 de Diciembre del 2014
Fecha de entrega del Proyecto: 04 de Marzo del 2015
LATACUNGA-ECUADOR
1. TEMA:
Construcción de un Motor Stirling.
2. Objetivos
Objetivo General:
Transformar energía Calórica en energía Mecánica.
Objetivos Específicos:
Comprender de mejor manera los conocimientos adquiridos durante el semestre actual.
Ver el usomúltiple del motor Stirling en la vida real.
Analizar la velocidad que puede alcanzar el motor, aplicando conocimientos de Termodinámica.
3. Marco Teórico
¿Qué es un Motor Stirling?
Un motor Stirling es un motor térmico operando por compresión y expansión cíclica de aire u otro gas, el llamado fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura tales que se produce una conversión neta deenergía calorífica a energía mecánica. O más específicamente, un motor térmico de ciclo cerrado regenerativo con un fluido gaseoso permanente, donde el ciclo cerrado es definido como un sistema termodinámico en el cual el fluido está permanentemente contenido en el sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambio de calor y almacenamiento térmico, conocido como el regenerador. Estainclusión de un regenerador es lo que diferencia a los motores Stirling de otros motores de ciclo cerrado.
¿Cuál es el funcionamiento de este Motor?
El motor Stirling es el único capaz de aproximarse (teóricamente lo alcanza) al rendimiento 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 advertirque no serviría como motor de coche, porque aunque su rendimiento es superior, su potencia es inferior y el rendimiento óptimo sólo se alcanza a velocidades bajas. El ciclo teórico de Carnot es inalcanzable en la práctica, y el ciclo Stirling real tendría un rendimiento intrínsecamente inferior al Ciclo de Carnot, además el rendimiento del ciclo es sensible a la temperatura exterior, por lo que sueficiencia es mayor en climas fríos como el invierno en los países nórdicos, mientras tendría menos interés en climas como los de los países ecuatoriales, conservando siempre la ventaja de los motores de combustión externa de las mínimas emisiones de gases contaminantes, y la posibilidad de aceptar fuentes de calor sin combustión.
Aplicaciones
En España, en la Plataforma Solar de Almería, se hanconstruido equipos (conocidos como Distal y EuroDISH) formados por grandes discos parabólicos que reflejan y concentran la luz solar hacia un motor Stirling, el cual produce energía mecánica que mediante un alternador es transformada en energía eléctrica. Son modelos experimentales y demostrativos de gran rendimiento.
Esta tecnología se considera que será de gran aplicación para regiones dondehay gran número de pobladores dispersos, a los cuales sería muy costoso llegar con red eléctrica.
Rendimiento del Ciclo
La definición de rendimiento para una máquina térmica es:
El trabajo neto será el debido a la expansión y compresión isotérmicas, puesto que durante los procesos isocóricos no se realiza trabajo. Para un gas ideal se calcula como
Donde y son los volúmenes mínimo y máximo quese alcanzan, y , las temperaturas de las fuentes caliente y fría respectivamente. Definiendo la relación de compresión como y aplicando propiedades del logaritmo, se reduce a
.
El gas sólo absorbe calor durante dos etapas: el calentamiento a volumen constante y la expansión isotérmica. Para un gas ideal esto representa
.
En la práctica es común el uso de regeneradores, que permiten almacenar...
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS-ESPE SEDE LATACUNGA
INFORME “PROYECTO FINAL DE FÍSICA”
DATOS INFORMATIVOS:
Docente: Dra. Marcia Morales CALIFICACIÓN:
Integrantes: Lovato Harley
Navas Esteban
Navas Richard
Ramírez André
Carrera: Mecatrónica
Curso: Segundo “A”
CONSTRUCCIÓN DE UN MOTORSTIRLING
Fecha de realización del Proyecto: 10 de Diciembre del 2014
Fecha de entrega del Proyecto: 04 de Marzo del 2015
LATACUNGA-ECUADOR
1. TEMA:
Construcción de un Motor Stirling.
2. Objetivos
Objetivo General:
Transformar energía Calórica en energía Mecánica.
Objetivos Específicos:
Comprender de mejor manera los conocimientos adquiridos durante el semestre actual.
Ver el usomúltiple del motor Stirling en la vida real.
Analizar la velocidad que puede alcanzar el motor, aplicando conocimientos de Termodinámica.
3. Marco Teórico
¿Qué es un Motor Stirling?
Un motor Stirling es un motor térmico operando por compresión y expansión cíclica de aire u otro gas, el llamado fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura tales que se produce una conversión neta deenergía calorífica a energía mecánica. O más específicamente, un motor térmico de ciclo cerrado regenerativo con un fluido gaseoso permanente, donde el ciclo cerrado es definido como un sistema termodinámico en el cual el fluido está permanentemente contenido en el sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambio de calor y almacenamiento térmico, conocido como el regenerador. Estainclusión de un regenerador es lo que diferencia a los motores Stirling de otros motores de ciclo cerrado.
¿Cuál es el funcionamiento de este Motor?
El motor Stirling es el único capaz de aproximarse (teóricamente lo alcanza) al rendimiento 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 advertirque no serviría como motor de coche, porque aunque su rendimiento es superior, su potencia es inferior y el rendimiento óptimo sólo se alcanza a velocidades bajas. El ciclo teórico de Carnot es inalcanzable en la práctica, y el ciclo Stirling real tendría un rendimiento intrínsecamente inferior al Ciclo de Carnot, además el rendimiento del ciclo es sensible a la temperatura exterior, por lo que sueficiencia es mayor en climas fríos como el invierno en los países nórdicos, mientras tendría menos interés en climas como los de los países ecuatoriales, conservando siempre la ventaja de los motores de combustión externa de las mínimas emisiones de gases contaminantes, y la posibilidad de aceptar fuentes de calor sin combustión.
Aplicaciones
En España, en la Plataforma Solar de Almería, se hanconstruido equipos (conocidos como Distal y EuroDISH) formados por grandes discos parabólicos que reflejan y concentran la luz solar hacia un motor Stirling, el cual produce energía mecánica que mediante un alternador es transformada en energía eléctrica. Son modelos experimentales y demostrativos de gran rendimiento.
Esta tecnología se considera que será de gran aplicación para regiones dondehay gran número de pobladores dispersos, a los cuales sería muy costoso llegar con red eléctrica.
Rendimiento del Ciclo
La definición de rendimiento para una máquina térmica es:
El trabajo neto será el debido a la expansión y compresión isotérmicas, puesto que durante los procesos isocóricos no se realiza trabajo. Para un gas ideal se calcula como
Donde y son los volúmenes mínimo y máximo quese alcanzan, y , las temperaturas de las fuentes caliente y fría respectivamente. Definiendo la relación de compresión como y aplicando propiedades del logaritmo, se reduce a
.
El gas sólo absorbe calor durante dos etapas: el calentamiento a volumen constante y la expansión isotérmica. Para un gas ideal esto representa
.
En la práctica es común el uso de regeneradores, que permiten almacenar...
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