Motor stirling

Resumen

El trabajo trata del estudio de un motor de combustión externa inventado por Stirling en 1816. Particularmente hemos estudiado una versión domestica creada por Tailer, y que permite la creación de este motor con materiales caseros que de cierta forma son reciclados.
Este motor actúa indirectamente valiéndose de un intercambio conocido como “fluido motor” que es nuestro caso va a serel aire. Además este motor tiene las características de que no contaminan el medio ambiente como otros motores y es autónomo, silencioso.
Su funcionamiento esta basado en el segundo principio de la termodinámica. Estos motores realizan trabajo basándose en un proceso cíclico y su objetivo consiste en convertir la mayor cantidad de calor de entrada en trabajo y este trabajo posteriormentetransformarlo en energía eléctrica.
El autentico motor Stirling necesita cilindros y pistones perfectamente pulidos y encajados, por eso, su construcción durante años ha sido imposible, pero ahora con una mejor tecnología es más fácil construirlo.
Una vez hecho el motor y analizando el funcionamiento se comprueba experimentalmente que la velocidad de rotación depende de la diferencia de temperaturaentre los dos depósitos, que a mayor diferencia de temperatura más rápido gira.

Introducción

El motor Stirling fue originalmente inventado por Sir Robert Stirling, fraile escocés, hacia 1816. La patente de este motor era el glamoroso final de una serie de intentos de simplificar las máquinas a vapor. Stirling consideraba demasiado complicado calentaragua en una caldera, producir vapor, expansionarlo en un motor, condensarlo y mediante una bomba introducir de nuevo el agua en la caldera. Otro impulso para desarrollar un nuevo sistema fueron los accidentes fatales causados frecuentemente por las máquinas a vapor, ya que aún no se había inventado el acero y las calderas explotaban con facilidad. El motor de Stirlingrealizaba los mismos procesos de calentamiento y enfriamiento de un gas, pero todo dentro del motor y el gas era aire en vez de vapor de agua, por lo que el motor no necesitaba caldera. Un tipo de motor bastante común en su época, sobre todo para pequeñas maquinas de uso domestico tales como ventiladores, bombas de agua etc., su potencia especifica no era muy elevada pero su sencillez ysilencio eran magníficos. La teoría física, el proceso Carnot, fue definido 40 años mas tarde. Perdió interés después del desarrollo del motor de combustión interna y ha retomado interés en los últimos años por varias características muy favorables que tiene. En particular:
• Rendimiento: el motor Stirling tiene el potencial de alcanzar el rendimiento de Carnot, lo cual lepermite, teóricamente, alcanzar el límite máximo de rendimiento.
• 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 dedesecho 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.
Como contrapartida a estascaracterísticas favorables, está el hecho de que el de trabajo es gaseoso, lo cual acarrea dificultades operativas. En la práctica, se ha visto que los fluidos de trabajo viables son el hidrógeno y el helio, ambos por buenas propiedades termodinámicas.

El motor Stirling es un motor de ciclo cerrado y fuente de calor externa. Se
Caracteriza fundamentalmente por tener un lado frío y un lado caliente. El...