Proyecto Motor Stirling

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CAMPUS CENTRO 

Ingeniería Industrial 

Proyecto de Trabajo 

Motor Stirling 

Integrantes 

Docentes 

Evel Elizabeth Lozano Meza 

Lima, Perú 

2020-1 

INDICE

1. RESUMEN ...................................................................................................................................... 3 
2. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 4 
3. MARCO TEORICO ........................................................................................................................... 7 

3.1.         ANTECEDENTES DEL PROBLEMA ........................................................................................................... 7 3.2.         DEFINICIÓN DE TÉRMINOS .................................................................................................................. 8 3.3.         ENFOQUES TEÓRICOS ........................................................................................................................ 9 

1. METODOLOGIA ............................................................................................................................ 16 

4.1.         CONSTRUCCIÓN DEL MOTOR STIRLING ............................................................................................... 16 4.2.         MATERIALES A USAR: ...................................................................................................................... 17 4.3.         HERRAMIENTAS A USAR: .................................................................................................................. 17 4.4.         PROCEDIMIENTO: ........................................................................................................................... 18 

1. RESULTADOS ............................................................................................................................... 23 
2. CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 23 
3. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................... 24 
4. ANEXOS ....................................................................................................................................... 25 

1. RESUMEN

El motor Stirling casero es un dispositivo elaborado principalmente a base de materiales reciclables de uso cotidiano, el cual funciona por principios termodinámicos muy simples. La idea de construir un aparato de este tipo surgió como una inquietud de analizar el funcionamiento real de una maquina térmica pero a la vez experimentando y conociendo sus partes tanto internas como externas para una mejor comprensión del mismo. En términos simples, el motor realiza el trabajo mecánico por expansión y contracción (calienta y enfría, respectivamente) de un gas, en un recinto cerrado.

El motor cuenta con un mecanismo volante, de esta forma logra que el ciclo se repita, para producir potencia. El motor Stirling representa muchas ventajas, tales como la versatilidad, diversidad de fuentes de calor, sencillez, bajo costo, eficiencia, para su funcionamiento.

Este aparato busca ser una forma práctica de demostrar la transformación de la energía térmica en trabajo mecánico y viceversa, el proyecto acredita satisfactoriamente parte del conocimiento adquirido durante el curso de Cálculo aplicado a la física 3 de la Universidad Tecnológica del Perú.

Palabras Claves:  

Termodinámica, trabajo mecánico, motor Stirling, transformación de la energía.

2. INTRODUCCIÓN

El motor Stirling fue creado e inventado en el año 1816, por el escocés Robert Stirling. Era un clérigo escocés, que siempre mostró el interés por la ingeniería. Junto a su hermano menor James Stirling, solicitaron una patente para el motor que inventaron. Lo que ellos buscaban con esta creación era almacenar y liberar calor, según su circulación a través de su mecanismo. Por medio del presente trabajo se va dar a conocer sobre el motor Stirling con materiales corrientes, lo que permite reciclar y reutilizar materiales.  El motor Stirling que fabricamos es un tipo de motor térmico ya que utiliza la energía térmica para convertir el calor y así generar trabajo para mover algo, en este caso hacer girar un disco compacto (cd).La mayoría de los motores de la actualidad son de combustión interna, la cual proviene de combustibles fósiles originando dióxido de carbono y contaminan el medio ambiente. Por eso una de las ventajas del motor Stirling es la combustión externa (se puede quemar cualquier combustible para calentar el motor) y no hay explosión, por lo que el motor es extremadamente silencioso y libre de vibraciones.

a. Descripción del proyecto

La programación del proyecto se ha sido elaborada con el equipo del proyecto, se puede observar en el ANEXO 1.

b. Objetivos  

Objetivo general

✔ Elaborar un motor Stirling, priorizando la utilización de material reciclable creando un mecanismo el cual permita generar energía a partir del calor de forma sencilla y barata.  

Objetivos específicos

• Adquirir conocimientos relacionados a la física y química.
• Demostrar el funcionamiento del motor Stirling construido con material casero.
• Analizar y determinar la transformación de calor en trabajo en un motor de Stirling.
• Demostrar que los motores Stirling son favorables a nuestro medio ambiente.
• Determinar el rendimiento del motor de Stirling al momento de transformarse el calor en trabajo evaluando el funcionamiento con materiales reciclables.

c. Alcances y limitaciones

Se determinará la viabilidad del proyecto expuesto a través de las experiencias, espacio, tiempo y presupuesto:

• Espacio: En cuanto a la delimitación espacial, el proyecto no requiere condiciones tan específicas,  basta con tener un área de trabajo ordenada, y que sea cerrado. De preferencia, solo deben ingresar al área las personas involucradas en el proyecto. 
• Experiencia: Este proyecto se enfoca a los temas desarrollados en el curso asimismo de la información recabada de diversos estudiantes de ingeniería que han realizado este proyecto en sus laboratorios y lo cual ha sido lograda exitosamente. Asimismo, ante la epidemia que se atraviesa en estos momentos y los laboratorios no realizados físicamente, decidimos construir este artefacto para que podamos demostrar de una manera didáctica los fundamentos de la termodinámica y así como en un futuro apoyar a los nuevos alumnos con temas al respecto. 
• Tiempo: Se dispone de un tiempo limitado, el prototipo debe estar terminado para el día 31/07/2020, idealmente se debe realizar la investigación durante el primer semestre del curso de CAF III y construcción en el segundo semestre del curso de CAF III, a fin de disponer del tiempo necesario para llevar a cabo la experimentación y análisis de resultados. De ser el caso, las modificaciones necesarias para hacer un prototipo funcional y de calidad.
• Presupuesto: Nuestro proyecto es de bajo costo y armado en su mayor parte con materiales rehusados en el cual el material para poder realizarlo está a nuestro alcance a excepción del motor que implico una búsqueda pero que fue accesible por los contactos que tenemos. Se presenta la inversión de este proyecto:

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