Sterlin

Páginas: 62 (15317 palabras) Publicado: 15 de diciembre de 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

Propuesta de diseño de un motor Stirling
de pistón libre tipo Tándem para uso
doméstico
T

E

S

I

S

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECÁNICO
P

R

E

S

E

N

T

A

N:

ALEJANDRO DÍAZ DEYÁ
RODRIGO PINEDO DEL BARRIO

DIRECTOR DE TESIS:
M. I. Billy Arturo Flores Medero NavarroMéxico, D.F. 2014

A Nuestros padres por ser nuestro apoyo incondicional

A nuestros familiares y amigos por ayudarnos a ser lo que somos.

ÍNDICE

Introducción

1

Objetivo General

3

Objetivos Particulares

3

Alcances

3

Capítulo I

Introducción al motor Stirling

4

1.1. Historia del motor Stirling

5

1.2. El motor Stirling y sus principales variantes

61.3. Motor Stirling de pistón libre

9

1.4. Tipos de motores Stirling de pistón libre

Capítulo II

Termodinámica y flujo de calor del motor Stirling

11

18

2.1. Ciclo termodinámico del motor Stirling.

19

2.2. Pérdida de calor del regenerador

22

2.3. Entrada y salida de calor del sistema

25

2.4. Pérdidas por bombeo en un motor Stirling

28

Capítulo IIIParámetros de diseño del motor Stirling de pistón libre

3.1. Ciclo Stirling ideal

31
32

3.2. Número de Beale para el diseño de motores Stirling

34

3.3. Análisis de primer orden para un motor Stirling

37

3.4. Dinámica del motor Stirling de pistón libre

40

3.5. Análisis preliminar del diseño del motor Stirling

41

Capítulo IV

Simulación y Resultados

504.1. Análisis isotérmico del motor Stirling

51

4.2. Simulación dinámica del motor Stirling

54

4.3. Cálculo de pérdidas por bombeo

59

Capítulo V

Diseño del motor Stirling de pistón libre

61

5.1. Diseño de la cámara de expansión

62

5.2. Diseño del desplazador

65

5.3. Diseño de la cámara de compresión

67

5.4. Diseño del regenerador

70

5.5. Diseño delpistón y la biela

71

5.6. Ensamble completo

72

Conclusiones y Recomendaciones para futuros proyectos

74

Bibliografía

77

Apéndice

79

Introducción

Este trabajo surge de la necesidad actual de generar opciones viables para la
producción de energía. La humanidad se encuentra en un punto de inflexión con
respecto a su forma de vivir y sus costumbres, todo esto debidoal agotamiento de
los combustibles fósiles. Lo que ha llevado a la búsqueda de otras fuentes de
energía como lo son el uso de la energía solar o eólica y el uso de combustibles
alternativos como la biomasa, el etanol, entre otras opciones.
La generación de energía eléctrica doméstica, se ha convertido en una respuesta
más frecuente a este suceso. En la actualidad se busca generar energíaeléctrica
por medio de celdas solares, generadores eólicos o simplemente mediante el uso
de máquinas de combustión interna para poder generar la energía. Sin embargo
estos métodos tienen sus desventajas. El uso de celdas solares tiene el
inconveniente de que sino hay luz del sol no genera, los sistemas eólicos no son
viables en cualquier lugar debido a que se necesita tener corrientes constantes oel uso de motores de combustión se vuelve muy costoso por el uso de combustible
y también altamente contaminante.
Existen otras opciones para generación domestica, entre ellas una que se
encuentra entre nosotros desde tiempo atrás al motor de combustión interna. El
motor Stirling es un motor de combustión externa lo que le permite ser realmente
versátil con respecto a las opcionesanteriores, pues sólo se necesita suministrar
calor para que éste funcione, ya sea que provenga del sol o de la quema de algún
combustible como biomasa, diesel, gas natural, entre otros.
Este proyecto busca contribuir con una opción para la generación de energía
eléctrica doméstica, lo que traerá como consecuencia una mejora en las
condiciones de vida de las personas. Teniendo aplicación en la...
Leer documento completo

Regístrate para leer el documento completo.

Conviértase en miembro formal de Buenas Tareas

INSCRÍBETE - ES GRATIS