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 T_f  y a P1.

De 1-2 se extrae calor Q_f del sistema a temperatura constante T_f  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 T_f  a T_c.  su 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 Q_c  a temperatura constante T_c. 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 T_f  y a P1 llegando. 

A tener volumen máximo en el foco frio.

IMAGENES DEL PROYECTO