Sterlin
Páginas: 62 (15317 palabras)
Publicado: 15 de diciembre de 2014
DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Propuesta de diseño de un motor Stirling
de pistón libre tipo Tándem para uso
doméstico
T
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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...
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