domingo, 13 de mayo de 2012

TRABAJO DE MOTOR STIRLING



TRABAJO DE FISICA

Proyecto: Motor Stirling

Seccion: C15 - 1A-B

Integrantes: 

  • Antaurco, Carlos
  • Loayza, Renzo
  • Solano, Victor
  • Sulca, Cesar
  • Muñoz, Dante


¿QUE ES EL MOTOR STIRLING?

Es una maquina térmica o motor térmico inventada por Robert Stirling en 1816; él elaboro este motor para suplantar al motor de vapor ya que este era muy peligroso para trabajar. Asimismo a este  motor se le puede considerar de combustión externa ya que no requiere quemar combustible en su interior. 

Sin embargo; los motores Stirling reales son capaces de alcanzar un rendimiento teórico del 50% lo cual es considerado muy bueno.

Ademas, existen tipos de motores stirling, los cuales son : Tipo alfa, Tipo beta y Tipo gamma.



Tipos de Motor Stirling
  •  TIPO ALFA:
 Este motor no utiliza desplazador  como el original Stirling pero funcia con el mismo principio  termodinámico. Consta de dos cilindros independientes conectados por un tubo donde se encuentra en el centro  el regenerador que almacena y cede el calor, en cada uno de los cilindros hay un pistón que se mueve 90 grados respecto al otro.
  •       TIPO BETA:    

·         El motor original de Stirling era de este tipo, cuenta con dos focos caliente y frio, en el interior del cilindro esta el dezplasador que se encarga de pasar el aire de foco a foco.


  •  TIPO GAMMA
Es derivado del tipo beta, Consta de dos cilindros separados en uno de los cuales se sitúa el desplazador y en otro el pistón.




 ¿PARA QUE SIRVE EL MOTOR STIRLING?


 Generalmente el motor stirling se usa para producir energia mecanica, la cual sucede por la transformacion de la energia termica; sin embargo, este motor tambien es usado para generar energia electrica y de otros tipos.

Mencionaremos algunas aplcaciones de este motor:

  • ·       En refrigeradoras pero trabaja de forma inversa.
 
  • ·     Usado en submarinos  ya que el motor stirling puede recargar las baterías a altas  profundidades.

  • ·         Ademas, se ha creado un tipo de motor Stirling especial para yates.


 ¿COMO FUNCIONA EL MOTOR STIRLING? 



El motor Stirling utiliza un foco caliente  para expandir el aire  dentro de el y asi el motor va aumentado el  volumen; seguidamente, utiliza  un foco frio para contraer el aire reduciendo el volumen;  esta diferencia de volúmenes  activa un pistón  el cual ejerce trabajo al motor y asi poder concluir, como el  aire realiza  trabajo al expandirse y contraerse moviendo dicho pistón.
Es necesaria la presencia de una diferencia de temperatura entre dos focos para que el motor pueda funcionar por eso se le denomina motor térmico.

 Asimismo, este motor produce:

Ventajas del motor Stirling:
  • ·         Funciona con cualquier fuente de calor como solar, geotérmica, nucleares, etc.
  • ·         Los mecanismos son más sencillos que en otras maquinas térmicas.
  • ·         Usa un fluido de trabajo de una única fase, manteniendo las presiones internas cercanas a la presión de diseño y por tanto se reducen los riesgos de explosión.
  • ·         Tiene una buena eficiencia.
Desventajas del motor Stirling:
  • ·         El motor no arranca de inmediato sino que tiene que calentarse previamente.
  • ·         Baja potencia debido a la combustión externa.
  • ·         Lento tiempo de respuesta.

Ciclo de Stirling 


En 1 el foco frio esta  a su máximo volumen y el foco caliente al mínimo. El fluido de trabaja esta a Tf  y a P1.




De 1-2 se extrae calor Qf del sistema a temperatura constante Tf  por lo que en 2 se estará el volumen al mínimo. El pistón del foco caliente no se ha desplazado.
Su presión será P2.



De 2-3 los dos pistones se desplazan en forma paralela hacia el foco caliente por lo que el volumen se mantiene constante, el fluido absorbe calor del regenerador Qc y eleva su temperatura de Tf  a Tcsu presión será P3.





De 3-4 el pistón del foco caliente se desplaza a la izquierda aumentando su volumen al máximo por la absorción de calor Qc  a temperatura constante Tc. Su presión será P4.
Al final los pistones se desplazan en froma paralela hacia el foco frio cediendo calor al regenerador Qr llegando nuevamente a Ty a P1 llegando. 
A tener volumen máximo en el foco frio.



IMAGENES DEL PROYECTO













12 comentarios:

  1. Buen trabajo!!!!
    Quisiera saber: ¿qué principios termodinámicos intervienen?
    Prof. Espinoza

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Estimada profesora

      En este motor, intervienen dos procesos : Isocoro(volumen constante) e Isotermico(temperatura constante); ademas, de basarse en la primera y segunda ley de la termodinamica.

      Eliminar
  2. Estimados compañeros, su trabajo es muy interesante. Mi pregunta es: ¿El motor stirling que presentaron el día lunes cumplía realmente con el ciclo estirling (mencionado en su fundamento teórico)?

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Sin duda alguna, este motor cumple con el ciclo de stirling, llevando a cabo sus procesos isocoricos e isotermicos y asi haciendo su ciclo (frio a caliente)respectivamente.

      Muchas gracias, por su comentario.

      Eliminar
    2. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

      Eliminar
    3. Compañeros disculpen pero el ciclo stirling esta conformado por procesos isocoros, y al momento de hacer la prueba del funcionamiento de su motor observé que ustedes podían manipular facilmente el pistón, eso significaba que había entrada de aire(varición del volumen del gas), lo cual además anulaba un foco(frio), llegando entonces a no cumplir con dicho ciclo creo yo.

      Grupo: Palomino, Ochoa, Noriega, Zambrano, Tapia

      Eliminar
  3. Saludos compañeros.

    Me pareció que su trabajo es muy interesante pero tengo una interrogante :¿Por qué su motor tardaba en realizar el trabajo cuando le entregaban el calor necesario ?

    Mi grupo esta conformado por:
    Cruz, Baltazar, Davalos, Ramirez y Alcarraz.

    ResponderEliminar
  4. La pregunta de mi grupo seria si se puede obtener un alto rendimiento con el proyecto que ustedes presentaron o si se le puede aumentar el rendimiento y de que forma.
    Muy buen trabajo mi grupo esta conformado por:
    Ardiles, Cordova, Mendoza, Quispe y Vega

    ResponderEliminar
  5. El trabajo es muy interesante y muy bien elaborado mi pregunta sería ¿cuáles son las ventajas y desventajas del proyecto que realizaron?

    Mi grupo esta conformado por:
    Lázaro, Berrocal, Valderrama, Herrera y Rivera

    ResponderEliminar
  6. Muy buen trabajo compañeros, mi pregunta sería: ¿su motor funcionó la primera vez que terminaron de construirlo?, y si no fue así ¿qué fue lo que tuvieron que modificar para que pueda funcionar correctamente?

    Mi grupo esta conformado por:
    Moreno, Ortiz, Rudas, Vargas y Yupari

    ResponderEliminar
  7. Un buen trabajo compañeros mi pregunta es la siguiente ¿Es necesario una cantidad determinada de canicas que van dentro del tubo?¿Qué pasaria si el tubo tubiese poco movimiento para las canicas?

    Grupo: Simeón, Neyra, Santiago, Roldan y Raymundo

    ResponderEliminar
  8. Ante todo felicitaciones por el trabajo.
    Sin embargo quiero aclararles que el gif correspondiente al tipo alfa no es de un motor Stirling, sino de una máquina de vapor de funcionamiento similar que he llamado ciclo de Piot (por el Ing. Thomas Piot, inventor de las lanchas pof pof , o pop pop).
    El gif que deberían usar es el que se encuentra en:
    http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alpha_Stirling.gif
    Saludos
    Jorge H. Cordero

    ResponderEliminar