------- INGENIERA MECNICA -----------
Mquinas de Fluidos Compresibles Motores de Combustin Interna
1.3 Principio de funcionamiento del motor Stirling
Equipo 8Ruiz Izquierdo SayraYamily Sosa Lpez Jos de la Luz Tun
Canul Pedro Omar Uicab Canul Jorge Armando Vzquez Matos Juan
1 1 1 1 1
Ing. Ramn Novelo CoralViernes 24 de Agosto de 2012
Principio de funcionamiento del motor Stirling Un motor Stirling
es un motor trmico que se caracteriza porque permite convertir
directamente la energa suministrada por una fuente de calor en
energa mecnica. Fue patentado en 1816 por el reverendo Escocs
Robert Stirling. El principio bsico del funcionamiento del motor
ideado por Stirling es calentar y enfriar un medio de trabajo ya
sea aire, helio, hidrgeno o incluso alguna clase de lquido; utiliza
una fuente de calor fija. Se le puede considerar de combustin
externa y proceso adiabtico, ya que no requiere quemar combustible
en su interior y al operar, no transfiere calor al entorno. Su
movimiento obedece a las diferencias de presin de aire, entre la
porcin ms caliente y la fra. El motor Stirling puede se tipo: alfa,
beta o gamma. El mecanismo central de un Stirling consiste de dos
pistones/cilindros, uno para disipar calor y desplazar aire
caliente hacia la seccin fra (viceversa). En la prctica este
cilindro funciona como intercambiador de calor y se le denomina
regenerador; el otro pistn entrega la fuerza para aplicar torque al
cigeal. A continuacin se muestra el ciclo en el espacio P-V y la
relacin de este con un motor Stirling tipo beta (caracterizado
porque los pistones de potencia (arriba) y de desplazamiento
(medio) se mueven en el interior del mismo cilindro).
Donde Tf y Tc son las temperaturas del foco fro y caliente
respectivamente
Al iniciar el ciclo, el aire en el interior del cilindro se
encuentra comprimido, con alta temperatura y con alta presin
(estado 1). Estas condiciones sumadas al ingreso de calor hacen que
el aire se expanda y a travs del pistn de potencia realice trabajo
movindose desde el volumen V1 al volumen V2 (estado 2).
Inmediatamente despus de que esto ocurre, el pistn de
desplazamiento baja rpidamente hacia la regin caliente del cilindro
permitiendo que la temperatura y la presin del aire descienda
debido a que este queda expuesto a la regin fra del cilindro
(estado 3). En este punto, el volante conectado al cigeal que
sincroniza el movimiento de los cilindros de potencia y de
desplazamiento, lleva suficiente inercia para hacer que el pistn de
potencia realice trabajo sobre el sistema comprimiendo el aire
(estado 4). Una vez que el pistn de potencia llega al volumen V1,
el pistn de desplazamiento sube rpidamente hacia la regin fra del
cilindro con el fin de que el aire quede expuesto a la regin
caliente del cilindro y as aumente su temperatura y presin hasta
llegar al estado inicial en donde de nuevo se repite el ciclo.
Rendimiento del Stirling Utilizando un diseo adecuado de Stirling,
es posible obtener dos pulsos de fuerza por cada vuelta del cigeal,
lo que hace de este motor el ms eficiente que se conoce, es el nico
capaz de aproximarse (tericamente lo alcanza) al rendimiento mximo
terico conocido como rendimiento de Carnot; sin embargo, aunque su
rendimiento es superior, su potencia es inferior (a igualdad de
peso) y el rendimiento ptimo slo se alcanza a velocidades bajas;
adems de que no es posible ponerlo en funcionamiento en forma
instantnea. El ciclo de Stirling terico trabajando con un gas ideal
tiene el redimiendo de Carnot, que es el mximo rendimiento que
puede tener un motor trmico.
Bibliografa:http://ecotec2000.de/espanol/stir2.htm#func
http://fisicaexpdemostrativos.uniandes.edu.co/MotorStirling.html
http://www.concursoespacial.com/trabajos2009/proyecto-stirling-2010-ies-leonardo-da-vinci.pdf
http://www.slideshare.net/renatolachira/motor-stirling
