DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y ANÁLISIS EXPERIMENTAL

Coche con Motor Stirling

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y ANÁLISIS EXPERIMENTAL

Colegio Santa Cruz de Mompós

Carrera 3ª. No. 10-199 Mompós – Bolívar-

Tel.: 6856970

Tutores

Eliecer Villarruel Cantillo

Jairo Lara Hernández

Miembros del grupo (grado 11)

ABRAHAM ISAAC ARAGON AMARIS

JEISON RAFAEL LARA DAVILA

JESUS DARIO MUÑOZ POMBO

ALBERTO DANIEL MUÑOZ QUEVEDO

JUAN HERNAN PACHECO ELJADUE

Coche con Motor Stirling

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y ANÁLISIS EXPERIMENTAL

Grado 11

Colegio Santa Cruz de Mompós

2011

Nota preliminar del tutor del proyecto:

El presente proyecto pretende ser un trabajo no sólo de investigación teórica sino también de experimentación práctica. Ha sido llevado a cabo por un grupo de cinco alumnos del grado11. Durante un período de dos meses

.

El objetivo final ha sido el diseño, la construcción y el análisis experimental de una máquina térmica prácticamente olvidada desde principios del siglo XX y que en los últimos años ha resucitado como una de las posibles soluciones a los problemas

Energéticos mundiales

.

Dado el excepcional rendimiento del motor de aire caliente que ideó Robert Stirling, sus aplicaciones al mundo espacial son estudiadas por universidades y agencias como la NASA o la ESA como alternativa factible para solucionar el problema de abastecimiento energético en satélites y asentamientos humanos

Fuera de nuestro planeta

.

Una forma de producir energía de manera sencilla, barata, sin apenas mantenimiento técnico y con un magnífico poder para transformar la energía.

Introducción.

El fenómeno físico de la expansión del aire caliente fue ya utilizado en tiempos de los egipcios para desarrollar trabajo mecánico, accionando de esta manera trampillas, puertas y pesadas cargas, pero fue en la revolución industrial cuando las máquinas llamadas “térmicas” se estudiaron, desarrollaron y aplicaron de manera general.

El Motor Stirling objeto de nuestro estudio es un tipo de motor térmico y como tal, genera trabajo mecánico a partir de la diferencia de temperaturas entre dos focos.

La actual preocupación medioambiental y la cada vez más acuciante escasez de recursos energéticos de carácter fósil han hecho que se haya rescatado del olvido este genial artilugio como una de las posibles soluciones a tales problemas dados su excepcional rendimiento.

Índice

Págs.

Formulación del Problema……………………………………….....…..... 6

Justificación…………….…………………………………………….…….. 7

Objetivos...………………..………………………………………………… 8

Generales...………..……………………………………………….. 8

Específicos...………..……………...………………………………. 8

Marco Legal…………………..…………………………………………….. 9

Marco Histórico……………….……………………………………………. 10

Marco Teórico...………………..…………………………………………... 11

Principios de Funcionamiento…..………………………………… 11

El Ciclo Termodinámico del Motor Stirling…………….………… 12

Tipos de Motores de Aire Caliente……………………….………. 14

Aplicaciones……………………………………….………………... 17

Construcción de un Coche con Motor Stirling.…………….……. 20

Metodología…………………………………………………………………. 21

Plan de Construcción………………………………………………. 21

Materiales de Construcción……………………………………….. 23

Problemas Encontrados…………………………………………... 24

Anexos………………………………………………………………………. 25

Conclusiones……………………………………………………………….. 29

Bibliografía………………………………………………………………….. 30

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Es posible producir combustión suficiente para mover un carro con simplemente aire y calor?

¿Es posible hacer un motor con objetos como una jeringa y un tubo de ensayo?

¿Puede hacerse la estructura de un carro en miniatura solamente con paletas baja lenguas de madera?

¿Cuáles son las herramientas (conceptuales y didácticas) necesarias para demostrar que la suficiente combustión produzca el movimiento de un esqueleto de un automóvil en miniatura por medio del aire y del calor?

JUSTIFICACIÓN

La realización de este trabajo es primordial en nuestro proceso formativo ya que a través de él adquirimos destrezas, ejercitamos nuestra habilidad investigativa, somos recursivos porque interactuamos con nuestro medio, conocemos más a fondo las características y propiedades de varios elementos y la valiosa utilidad que estos prestan.

Del mismo modo fortalecemos las relaciones interpersonales, ya que compartimos en el grupo ideas, materiales, entre otras, nos acercamos más y de esta forma somos mejores personas cada día.

OBJETIVOS

Generales

Dar a conocer la posibilidad de generar energía para autos utilizando como tipo de combustible el aire.

Mostrar una alternativa práctica y económica de combustible para algunos medios de transporte.

Afianzar los conocimientos de Termodinámica y gases a través de la práctica.

Específicos

Construir un motor con un tubo de ensayo y una jeringa

Diseñar y construir con paletas de madera y materiales reciclables un carro en miniatura.

Demostrar que con este tipo de motores es posible lograr un rendimiento de alta calidad.

Desarrollar habilidades creativas partiendo de la construcción del esqueleto de un carro en miniatura y de un motor Stirling con herramientas reutilizables.

MARCO LEGAL

Este proyecto se fundamentó en los principios de la Constitución Política sobre el derecho a la educación que tenemos todas las personas, en las libertades de enseñanza, aprendizaje y desarrollo intelectual.

Esta hecho conforme al artículo 67 de la Constitución Política que define y desarrolle la organización y prestación de la educación formal media y también conforme a la ley 115 de 1994, por la cual se expide la ley General de Educación.

MARCO HISTORICO

Robert Stirling fue un clérigo Escocés que, heredando el interés de su padre por la ingeniería, diseñó en 1816 un motor térmico que funcionaba sin peligro de las explosiones y quemaduras que tenía la máquina de vapor. Posteriormente sería el francés Sadi Carnot el que hiciera una interpretación teórica de su funcionamiento para comprender el fenómeno de producir fuerza motriz partiendo del calor que fluye entre dos focos a distinta temperatura.

Si bien en potencia no podía competir con la, famosa por entonces, máquina de vapor, era el motor de Stirling una máquina mucho más sencilla, barata y segura y se aseguró un campo de aplicación allí donde la fuerza no fuera un factor tan decisivo diseñándose así ventiladores y bombas de agua basadas en el principio de la expansión y la compresión del aire.

MARCO TEORICO

Principios de funcionamiento.

El principio básico del funcionamiento

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