Motor De Vapor

UNIDAD ACADÉMICA: “PREPARATORIA LÁZARO CARDENAS, GRUPO DEZPLAZADO CERRO AGUDO”

Nombre del proyecto:

“MOTOR TERMICO”

Modalidad:

Aparato de Enseñanza.

Participantes:

Cervantes Camacho Saúl Edén

Serrano Gallardo José David

Asesores:

Castro flores Juan Gabriel

Julio Medardo Serrano Soto

OBJETIVO:

Conocer los principios básicos de la termodinámica, de igual manera aprender sobre las transmisiones mecánicas, bielas excéntricas, pistones mediante la utilización y construcción de un motor térmico.

ANTECEDENTES:

Hace más de 4.000 años en Egipto ya se usó la expansión del aire caliente para mover las puertas de los templos.

Robert Stirling, ingeniero y pastor de una iglesia de Escocia, preocupado por los accidentes mortales de los motores de vapor de su época que estallaban a menudo, inventó un motor que funcionaba con aire caliente. En 1816 consiguió su primera patente, que fue perfeccionando con la colaboración de su hermano. Estos motores fueron muy populares hasta final de siglo, por su facilidad de operación y su funcionamiento silencioso y con cualquier tipo de combustible, además de ser los más limpios y eficientes de la época. Aunque tenían baja potencia en relación a su tamaño y peso, fueron excelentes impulsando bombas de agua, ventiladores y maquinaria ligera, como aserradoras, centrífugas, mezcladoras, bombas de aire, gramófonos y placas giratorias para escaparates.

La invención y posterior expansión de los motores de explosión y eléctricos arrinconaron al motor de aire caliente. Actualmente el método Stirling se usa también en motores marinos y submarinos, en la producción de calor (energía solar térmica para hogares), licuación de gases, bombas de calor, sector de automóvil y transporte, centrales eléctricas, estaciones espaciales, e incluso aplicaciones médicas, como corazones artificiales accionados por el calor del propio cuerpo.

En la Plataforma Solar de Almería del CIEMAT, se han construido equipos experimentales de alto rendimiento (Distal y EuroDISH), formados por grandes discos parabólicos que reflejan y concentran el sol hacia un motor Stirling, el cual produce energía mecánica que mediante un alternador es transformada en energía eléctrica.

Por otro lado y puesto que los motores Stirling son reversibles, se usan en criogenia para conseguir muy bajas temperaturas.

El motor Stirling es un motor de ciclo cerrado, ello implica que el fluido de trabajo está encerrado

DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTO:

El principio de funcionamiento es el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (normalmente helio, hidrógeno, nitrógeno o simplemente aire) al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, con lo cual se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos y se trata de un motor térmico.

En el motor Stirling un gas esta confinado en una cámara cerrada, no sale al ambiente. El gas se desplaza de un extremo a otro de la cámara, cuando está en un extremo, una fuente de calor externa lo calienta; esto hace que se expanda y así se produce la fuerza del motor. Una vez que alcanza su máxima expansión, el gas se traslada al otro extremo de la cámara, donde se enfría, lo que provoca que se comprima. Después se lleva nuevamente al extremo caliente para iniciar un nuevo ciclo. Un tambor desplazador mueve el gas entre los dos extremos de la cámara y otro dispositivo, el pistón de potencia, aprovecha la expansión para producir la fuerza del motor.

Su funcionamiento se basa en el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (helio, hidrógeno, nitrógeno, o aire), obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en una zona fría, con trayéndose; y de calentamiento por un foco de calor, dilatándose. Se trata de un motor térmico al ser necesario dos focos a diferentes temperaturas.

Los motores Stirling están dotados de un pistón de trabajo y un “pistón desplazador” conectados a un cigüeñal con un desfase de 90º. El motor está dividido en una zona caliente y otra zona fría. El fluido se desplaza de la zona caliente a la fría durante los diversos ciclos de trabajo, atravesando el pistón desplazador, cuya conductividad térmica es despreciable.

El quemador

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