Ciclo Stirling
Este el ciclo cerrado que contiene un fluido de trabajo que puede ser aire, hidrogeno o helio. Por tratarse de una maquina sellada no requiere de válvulas ni sellos, sino solamentelos sistemas de intercambio de calor. Trabaja en base a cuatro etapas consistentes en enfriamiento, compresión, calentamiento y expansión. Por el diseño en el movimiento de sus pistones se producenexpansiones y compresiones alternativas del gas. El calor externo se provee de una fuente, que puede ser un quemador.
La primera etapa es una compresión isotérmica del fluido de trabajo conliberación de calor. El trabajo requerido es:
W1 = RT1 Ln(P1 /P2).
La segunda etapa es calentamiento reversible a volumen constante. El calor requerido es QA=CV(T3-T2).
En la tercera etapa el fluidose expande isotérmicamente, a temperatura constante por adición de calor. El trabajo de salida es:
W2 =RT3 Ln(P3/P4).
La última etapa es un enfriamiento reversible a volumen constante, cuyo calorliberado es QB=CV(T1-T4).
La eficiencia teórica del ciclo es equivalente a la de Carnot, aunque por irreversibilidades no se consigue tan altas respuestas. Dado que Q2A es igual en magnitud que Q2B ycon signos opuestos, en la práctica se puede hacer una transferencia interna de estos calores (llamado proceso de regeneración), anulándose entonces para el cálculo de la eficiencia del ciclo. Sepuede demostrarse fácilmente que
El ciclo Stirling ideal consiste de cuatro procesos termodinámicos que actúan sobre el fluido de trabajo:
• 1-2.compresión isotérmica
• 2-3. adición de calor a volumen constante (isocoro)
• 3-4. expansión isotérmica
• 4-1. Extracción de calor a volumen constante
El motor Stirling es el único capa deaproximarse (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....
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