TFC DMN Estudio de viabilidad de la implantaci n de un motor Stirling utilizando el calor residua

TFC DMN
Estudio de viabilidad de la implantación
de un motor Stirling utilizando el calor
residual de un buque.

Autor:
Juan Pedro Soler Cazorla

Director del trabajo final de carrera:
Ramón Grau Mur

Barcelona 13/06/2014
FNB-UPC

Estudio de implantación de un motor Stirling
Dedicatoria
Quisiera dedicar este trabajo final de carrera a
mi familia. A mis padres, Juan Pedro Soler Soler y
JuanaCazorla Flores, a mi hermana María Luisa
Soler Cazorla. Sin vuestro apoyo, ejemplo y
cariño no hubiera llegado este día.
Gracias, os quiero.

FNB UPC
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Estudio de implantación de un motor Stirling

2014

Agradecimientos
Quisiera manifestar mi agradecimiento a todas las personas que han hecho posible este
trabajo final de carrera.
En mi primer lugar al director de este trabajo, Ramón Grau Mur,por las molestias que le he
ocasionado y la dedicación que ha mostrado alentándome durante todo el proyecto.
En segundo lugar a Juan Ignacio Pascual Toledano, realizador del proyecto “Simulación de un
motor Stirling mediante modelos de primer orden” que me ayudó aclarar conceptos
inicialmente de forma totalmente desinteresada.
Por último, a mi familia que siempre me ha apoyado durante todosestos años y culminan en la
realización de este trabajo final de carrera.
A todos ellos ¡Gracias!, sin vuestro apoyo no lo hubiera conseguido.

Autor: Juan Pedro Soler Cazorla
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Estudio de implantación de un motor Stirling
Índice
1 Prólogo ....................................................................................................................................... 7
2 Introducción............................................................................................................................... 9
3 El motor Stirling ........................................................................................................................ 10
3.1 Historia del motor Stirling................................................................................................. 10
3.2 Tipología del motor Stirling ............................................................................................... 12
3.2.1 Stirling Alfa ................................................................................................................. 12
3.2.2 Stirling Beta................................................................................................................ 14
3.2.1 Stirling Gamma ........................................................................................................... 15
3.3 Termodinámica del ciclo Stirling ....................................................................................... 16
3.4 Calculo de potencia del motor Stirling (Teoría de Schmidt) ............................................ 19
3.5 Eleccióndel motor Stirling ................................................................................................ 30
3.5.1 Motor Stirling Alfa .......................................................................................................... 31
3.5.1 Motor Stirling Beta ......................................................................................................... 33
3.5.1Motor Stirling Gamma.................................................................................................... 35
4 Sistema caloportador ............................................................................................................... 38
4.1 Fuentes de calor residual en el buque .............................................................................. 38
4.2 Sistemade refrigeración ................................................................................................... 39
4.3 Balance energético del sistema......................................................................................... 40
4.4 Diseño del sistema caloportador ...................................................................................... 41
5 Diseño del motor...