Motor Stirling

Motor Stirling
El motor de aire caliente Stirling, utiliza una fuente de calor fija, para calentar aire en su cilindro. Se le puede considerar de combustión externa y proceso adiabático, ya que no requiere quemar combustible en su interior y al operar, no transfiere calor al entorno. Su movimiento obedece a las diferencias de presión de aire, entre la porción mas caliente y la fría. El mecanismocentral de un Stirling consiste de dos pistones/cilindros, uno para disipar calor y desplazar aire caliente hacia la sección fría (viceversa). En la práctica este cilindro funciona como intercambiador de calor y se le denomina regenerador.
El otro pistón entrega la fuerza para aplicar torque al cigüeñal.
Motor isotérmico simple. Motor Stirling animado.
Eficiencia del Stirling
Utilizando un diseñoadecuado de Stirling, es posible obtener dos pulsos de fuerza por cada vuelta del cigüeñal, lo que hace de este motor el más eficiente que se conoce. Sin embargo, adolece de un problema que lo condena a ser el propulsor de un número limitado de maquinaria: no es posible ponerlo en funcionamiento en forma instantánea.
Historia y Desarrollo
El religioso escocés Robert Stirling (1790-1878), inventóeste tipo de motor en 1816. Otra contribución importante en el desarrollo de esta máquina automotriz la entregó el genio francés Sadi Carnot (1796-1832), quien fue el primer científico en realizar una interpretación teórica del funcionamiento de los motores térmicos, estableciendo los principios físicos que participan, cuando estan en movimiento. Esta teoría permitió comprender con mayor claridad,el fenómeno que permitía al Stirling producir fuerza motriz.




Introducción
En este presente trabajo aprenderemos a fabricar un motor stirling casero, el cual se define como una máquina que convierte trabajo en calor y viceversa, a través de un ciclo termodinámico, con compresión y expansiones cíclicas del fluido del trabajo. El motor Stirling que fabricamos es un motor de tipo gamma, quegenera trabajo a partir de diferencias de temperaturas.
Una de las ventajas del motor Stirling es la combustión externa y no hay explosión, por lo que el motor es extremadamente silencioso y libre de vibraciones. Hoy en día se utiliza estos motores para generar calor, para impulsar cosas y próximamente como motores en automóviles híbridos, existen aun pocas aplicaciones comerciales y muchos proyectosde investigación.
Es por estas razones que el motor Stirling es muy útil.

Objetivos:
Aplicar la Segunda Ley de la Termodinámica fabricando un motor Stirling casero.
Entender el funcionamiento del motor Stirling.
Aprender a gestionar un proyecto economizando costos.

Teoría
El motor Stirling fue originalmente inventado por Sir Robert Stirling, fraile escocés, hacia 1816. En susinicios compitió efectivamente con el motor a vapor. 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.
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 comofuente 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.
El ciclo ideal Stirling se compone de dos procesos isométricos (calentamiento y enfriamiento del fluido de trabajo a volumen constante) y dos isotérmicos (compresión yexpansión a temperatura constante). La eficiencia termodinámica del ciclo ideal Stirling es igual a la de un ciclo de Carnot, trabajando a las mismas temperaturas de las fuentes de calor, lo cual se debe principalmente a la «regeneración» que se lleva a cabo durante los procesos a volumen constante del ciclo.


¿Que es un motor stirling?
Se define un motor stirling como un dispositivo que convierte...