ciencia

EL MOTOR STIRLING
Historia.
Robert Stirling fue un clérigo Escocés que, heredando el interés de su padre por la ingeniería, diseñó en 1816 un motor térmico que funcionaba sin peligro de las explosiones y quemaduras que tenia la máquina de vapor. Posteriormente sería el francés Sadi Carnot el que hiciera una interpretación teórica de su funcionamiento para comprender el fenómeno de producirfuerza motriz partiendo del calor que fluye entre dos focos a distinta temperatura. Si bien en potencia no podía competir con 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 dela expansión y la compresión del aire.

Principios de funcionamiento.
El principio básico del funcionamiento del motor 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 la posición 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 pistóndesplazador, para mover el aire de una zona del recipiente a otra. Al aplicar calor a la base del recipiente, y con el pistón 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 uncigüeñal, que a su vez irá conectado al pistón desplazador con en ángulo de noventa grados, de forma que, al subir la superficie elástica el pistón desplazador baje y desplace el medio de trabajo de la parte caliente del recipiente a la parte fria, lo que hará que disminuya el volumen y la presión del medio de trabajo, por lo que la superficie elástica volverá a su estado inicial, completando elrecorrido del cigüeñal. Al volver a la posición inicial, volverá a subir el pistón desplazador, desplazando el medio de trabajo de nuevo a la parte caliente del recipiente, aumentando su volumen, la presión, y repitiendo el proceso.

El motor Stirling es una máquina térmica alternativa, de combustión externa en la que una parte del calor suministrado en forma continua por una fuente caliente, setransforma en trabajo mecánico, y otra parte pasa a una fuente fría.

Muchas personas, cuando lo ven funcionar lo ven, no lo oyen, pues es muy silencioso en su funcionamiento se sorprenden y no entienden como puede funcionar al someterse a calentamiento la parte adecuada para ese propósito.

En él una masa de gas, el fluido de trabajo, contenida en un recinto cerrado, evoluciona a lolargo de un ciclo que comprende varias etapas, siendo calentada y enfriada, y en consecuencia modificando su presión y expandiéndose y contrayéndose, y efectuando a través de mecanismos adecuados un trabajo mecánico.

1.-Se puede comprender como funciona empezando por considerar como se comportaría un mecanismo simple con la disposición siguiente:

a).Un depósito hermético lleno de gas yconectado con un cilindro en el que puede moverse un émbolo se somete a calentamiento. Por consiguiente la presión aumentará, y empujará al émbolo pudiendo hacer un trabajo mecánico.

b).A continuación, el depósito es sometido a un enfriamiento. Asi se produce una disminución de la presión del gas, y, simultáneamente usando la energía mecánica desarrollada durante la expansión, se empuja al...