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Motor Stirling

En esta primera parte solo construiremos el cilindro del motor y comenzaremos a entender los principios de su funcionamiento.
Construya el cilindro
a.-) Consiga una lata vacía de algún producto en aerosol y corte la parte superior donde se encuentra la válvula. Yo utilicé un envase, de unos 20 cm. de alto y 5,5 cm. de diámetro.







b.-) Ahora corte a un globo degoma la parte donde comienza a estrecharse para formar el pico de inflado.






c.-) Coloque el globo, estirándolo, en la boca de la lata, hasta cubrir por completo la parte superior del envase.
d.-) Si es necesario coloque una banda elástica alrededor del conjunto globo-lata para fijarlo en su posición.




Ahora realice las siguientes experiencias:
Dilatación y contracción del aire1.- Envuelva con ambas manos la lata con el globo como si tratara de 'abrigarlo'. Pronto verá como el globo comienza a hincharse ligeramente. El pequeño incremento de temperatura del aire interior aportado por el calor de nuestro cuerpo, fue suficiente para realizar un trabajo mecánico -el hinchamiento del globo-.
2.- Ahora moje generosamente con agua fría el conjunto lata-globo debajo del grifode la cocina. Casi inmediatamente, el globo se contraerá hacia el interior de la lata y superará inclusive la posición original de tension inicial en el que había sido originalmente sujeto.
3.- Una vez más, caliente la lata, esta vez con una vela por su parte inferior. Tenga cuidado de no quemarse. El globo se hinchará mucho y si no está firmemente sujeto hasta podría salir expelido por lapresión interna.
Estas experiencias comprueban que la dilatación y contracción del aire en un recinto cerrado puede realizar un trabajo mecánico.
Perfeccionando el sistema.
Calentar y enfriar un recipiente sirve como experimento pero la realización de un motor utilizable exige suprimir un mecanismo tan poco práctico.
En el motor Stirling el recipiente se mantiene permanentemente caldeado en unextremo y enfriado en el otro. Hay pues, un foco frío y otro caliente. Por un mecanismo sencillo se fuerza el aire a pasar desde el foco frío al caliente de forma repetida, variando en consecuencia la presión interna de manera cíclica. Estas variaciones de presión mueven el pistón de potencia que extrae trabajo útil del proceso.
Segunda Etapa
Perfeccionando el sistema
El mecanismo anterior si biendemuestra la posibilidad de utilizar la dilatación del aire con la temperatura como fuerza motriz, tiene el inconveniente de no ser práctico. En el motor Stirling se obliga al aire a moverse desde la parte fría del cilindro a la parte caliente. Este proceso lo realiza un piston auxiliar llamado desplazador.
La única función del desplazador es movilizar el aire desde el foco frío al caliente yviceversa. Al ser un mecanismo auxiliar que no aporta potencia al motor es conveniente que sea lo más liviano posible. Sería extraordinario construírlo, por ejemplo, con un cilindro macizo de madera balsa. Sin embargo dada la dificultad de conseguir o de fabricar dicho elemento con aquél material, yo preferí utilizar un pequeño envase de hojalata.


Construcción de un pistón desplazador
Pararealizar el desplazador recurriremos a otra lata pequeña que entre en la lata del equipo anterior con poco juego. Yo usé una lata de jugo de frutas, de 1/4 litro de capacidad, que deja menos de 5 mm. de juego con la lata externa. A traves de este huelgo, el aire puede pasar de un extremo a otro del cilindro del motor. Por otra parte es conveniente que este pistón ocupe 2/3 de la altura de la lataexterna. De esta forma nos aseguraremos de que la cantidad de aire a calentar sea adecuada para la poca cantidad de calor que aportaremos a la máquina.
El procedimiento es el siguiente:
a.- Asegúrese de que el envase esté completamente vacío. Ahora en el centro de la base, perfore un pequeño agujero, de no más de un milímetro de diámetro. Una vez hecho esto, pase un hilo de pescar a través de él....