motor sterling

La construcción de centrales Stirling adecuadas al tamaño de una población o municipio. Reduciendo los costos ocasionado por el trasporte y distribución de electricidad.
Curso: Termodinámica

INTRODUCCION:

El Motor Stirling fue inventado en 1816 por Robert Stirling, reverendo escocés. El objetivo era tener un motor menos peligroso que lamáquina de vapor.
El principio de funcionamiento es el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (normalmente helio, hidrógeno, nitrógeno o simplemente aire) al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, con lo cual se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entredos focos y se trata de un motor térmico.
En varias partes del mundo este motor continúa en investigación debido a la gran versatilidad de diversas fuentes de energía utilizables para su funcionamiento, ya que para su funcionamiento solamente una fuente de calor externa al cilindro, lo que da una gran versatilidad en su uso.
El motor Stirling es el único capaz de aproximarse (teóricamente loalcanza) 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.
El motor Stirling 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.
Su ciclo de trabajo se conforma mediante 2 transformacionesisocóricas (calentamiento y enfriamiento a volumen constante) y dos isotérmicos (compresión y expansión a temperatura constante).
DATOS:
Fuente de Calor Externa: este motor intercambia el calor con el exterior, por lo tanto es adaptable a una gran gama de fuentes de calor para su operación. Se han construido motores Stirling que usan como fuente de calor la energía nuclear, energía solar,combustibles fósiles, calor de desecho de procesos, etc. Al ser de combustión externa, el proceso de combustión se puede controlar muy bien, por lo cual se reducen las emisiones.
Ciclo cerrado: el fluido de trabajo opera en un ciclo cerrado y la fuente de calor es externa. Esto hace que este motor sea, potencialmente, de muy bajo nivel de emisiones.
DEFINICION DE UN MOTOR STIRLING:
Es aqueldispositivo que convierte trabajo en calor 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. Es una maquina de combustión externa, o sea, puede adaptarse a cualquier fuente de energía (combustión convencional o mixta, por ejemplo, con biomasa ygas, energía solar), sin que ello afecte al funcionamiento interno del motor.
Hay tres tipos de Motor Stirling:
Motor Tipo Alfa:
Consta de dos cilindros independientes, sin desplazador, con dos pistones desfasados 90º. Uno de los cilindros se calienta mediante mechero de gas o alcohol y el otro se enfría mediante aletas o agua.
Motor Tipo Beta:
Es el motor original de Stirling. Consta de uncilindro con una zona caliente y otra fría. En el interior del cilindro está el desplazador. Los motores pequeños no suelen llevar regenerador, y existe una holgura de algunas décimas de milímetro entre el desplazador y el cilindro para permitir el paso del gas.
Motor Tipo Gamma:
Está derivado del beta, pero más sencillo de construir. Consta de dos cilindros separados, en uno de los cuales se sitúael desplazador y en el otro el pistón de potencia
CICLO DEL MOTOR STIRLING
El motor Stirling en su ciclo ideal es capaz de desarrollar el trabajo máximo posible entre dos focos térmicos a distinta temperatura, conocido como rendimiento de Carnot, pero que a diferencia del ciclo de Carnot poco útil técnicamente, el motor Stirling es capaz de generar trabajo de forma practica, pudiendo en...