Motores Stirling

Motores Stirling

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Objetivo general

Conocer su historia Identificar como está hecho o de que materiales esta echo el motor Stirling y que mecanismos utiliza para su funcionamiento.

Objetivo especifico

Conocer el funcionamiento del motor Stirling y sus partes también conocer un mecanismo que permita generar energía partir del calor, también conocer el rendimiento y la confiabilidad que nos puede brindar este motor

MOTORES STIRLING HISTORIA Y DESARROLLO

El religioso escocés Robert Stirling (1790-1878), inventó este tipo de motor en 1816. Otra contribución importante en el desarrollo de esta máquina automotriz la entregó el genio francés Sadi Carnot (1796-1832), quien fue el primer científico en realizar una interpretación teórica del funcionamiento de los motores térmicos, estableciendo los principios físicos que participan, cuando están en movimiento. Esta teoría permitió comprender con mayor claridad, el fenómeno que permitía al Stirling producir fuerza motriz.

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¿QUE ES UN MOTOR STIRLING?

Se define un motor Stirling como un dispositivo que convierte trabajo en calor y viceversa, a través de un ciclo termodinámico regenerativo, con compresión y expansión cíclicas del fluido de trabajo, operando dicho fluido entre dos temperaturas la del foco caliente y la del foco frio. Es una maquina combustión externa, ósea, puede adaptarse a cualquier fuente de energía (combustión convencional o mixta, por ejemplo, con biomasa y gas, energía solar), sin que ello afecte al funcionamiento interno del motor.

TIPOS DE MOTORES STIRLING

Motores tipo Alfa:

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Este tipo de motor no utiliza desplazador como en la patente original de Stirling, pero desde el punto de vista termodinámico el funcionamiento es similar. Fue diseñado por Rideren Estados Unidos. Consta de dos cilindros independientes conectados por un tubo en el que se sitúa el regenerador que almacena y cede el calor, en cada uno de los cilindros hay un pistón que se mueve 90 grados desfasado respecto al otro. Uno de los cilindros se calienta mediante un mechero de gas o alcohol y el otro se enfría mediante aletas o agua. El desfase entre los dos pistones hace que el aire, pase de un cilindro a otro calentándose, enfriándose y realizando el trabajo que permite el funcionamiento del motor.

Motores tipo Beta:

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El motor original de Stirling era de este tipo. Consta de un cilindro, con una zona caliente (mediante un mechero de gas, alcohol etc.), una zona fría (refrigerada por aletas, agua etc.). En el interior del cilindro está el desplazador cuya misión es pasar el aire de la zona fría a la caliente y viceversa. Los motores pequeños no suelen llevar regenerador, únicamente una holgura de algunas décimas de milímetro entre el desplazado y el cilindro para permitir el paso del aire. Los motores grandes suelen llevar un regenerador externo por el que debe pasar el aire en su camino de la zona fría a la caliente y viceversa Concéntrico con el desplazado está situado el pistón de potencia.

Mediante un cigüeñal especial el movimiento del pistón y el desplazador están desfasados 90 grados, lo que permite que el motor funcione. Desde el punto de vista termodinámico es el motor más eficaz, pero su construcción es complicada ya que el pistón debe de tener dos bielas y permitir el paso del vástago que mueve el desplazador.

Motor tipo Gamma:

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Este tipo esta derivado del beta, pero es mas sencillo de construir. Consta de dos cilindros separados en uno de los cuales se sitúa el desplazador y en otro el pistón de potencia. Los sistemas para enfriar y calentar son idénticos a los del tipo beta. En este tipo el pistón de potencia es mucho más sencillo de construir ya que es similar al de un motor de motocicleta. Aquí el pistón y el desplazador también deben de moverse desfasados 90 grados, lo cual se consigue mediante el cigüeñal adecuado. Desde el punto de vista termodinámico es menos eficaz que el tipo beta , puesto que la expansión de trabajo se realiza en su totalidad a menor temperatura.

Si deseas ver los movimientos del pulsa el rectángulo rojo. Asi como tambien hay estos tipos de motores Stirling tambien hay:

MOTORES ESPECIALES

Uno de los motores especiales es:

Ringbom:

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En los diferentes caminos de investigación sobre motores de Stirling, algunos autores trabajaron y siguen trabajando en simplificar los mecanismos de movimiento del pistón y del desplazador.

En 1905 Ossian Ringbom patentó un motor cuyo desplazador se movía por una combinación de las variaciones internas de la presión en el motor y la fuerza de la gravedad. La simplicidad de este mecanismo es asombrosa, aunque en su tiempo no tuvo gran éxito puesto que, al necesitar de la fuerza de la gravedad para mover el desplazador, la velocidad del motor no era muy elevada.

Posteriormente los investigadores que trabajaron con este tipo de motor, descubrieron que con pequeñas modificaciones sobre la patente original de Ringbom podía realizarse un motor igual de sencillo y a su vez tan rápido con cualquiera de los tipos clásicos de motores de Stirling. Un esquema simplificado del motor Ringbom se describe en la siguiente figura. Un motor Stirling es un motor térmico operando por compresión y expansión cíclica de aire o otro gas, el llamado fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura tales que se produce una conversión neta de energía calorífica a energía mecánica.1 2 O más específicamente, un motor térmico de ciclo cerrado regenerativo con un fluido gaseoso permanente, donde el ciclo cerrado es definido como un sistema termodinámico en el cual el fluido está permanentemente contenido en el sistema, y

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