Articulo Motor Stirling

PROTOTIPO MOTOR DE STIRLING

Edward Leonardo Lara Rubio 2009131039

Jaime Eduardo Peña 2010130022

RESUMEN

En este proyecto se busco evaluar la eficiencia y el trabajo realizado por un sistema de flujo laminar. Para poder tomar los datos de temperatura se puso el montaje con la llama cerca y se midió con una termocupla, y para el volumen trabajado tomamos mediciones del tubo de ensayo. Luego de la recopilación de datos de la temperatura se promediaron estos para tener un solo dato. Los métodos usados para la realización de este proyecto fueron la observación, el método algebraico y el cálculo con el remplazo de datos en las formulas de eficiencia y trabajo.

ABSTRACT

This project seeks to evaluate the efficiency and work performed by a laminar flow system. To take the temperature data was assembling near the flame, measured with a thermocouple, and we worked for volume measurements of the test tube. After collecting temperature data were averaged these to get a single date. The methods used for this project was the observation, the algebraic method and the calculation with the replacement of data in the formulas and work efficiency.

INTRODUCCIÓN

Se explicara el funcionamiento y construcción de un motor de Stirling de flujo laminar, este fue inventado en 1816 por Roberto Stirling, con el objetivo de tener un motor menos peligroso que la máquina de vapor, el principio de funcionamiento es el trabajo hecho por la expansión y contracción de un gas al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frio en el cual se contrae y de calentamiento con un foco caliente en el cual se expande, es decir que es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos.

Este motor es la mejor opción por su rendimiento, aunque no es aconsejable para carros porque aunque su rendimiento es superior, su potencia es inferior y el rendimiento óptimo solo se alcanza a velocidades bajas.

MARCO TEORICO

El motor de aire caliente Stirling, utiliza una fuente de calor fija, para calentar aire en su cilindro. Se le puede considerar de combustión externa y proceso adiabático, ya que no requiere quemar combustible en su interior y al operar, no transfiere calor al entorno. Su movimiento obedece a las diferencias de presión de aire, entre la porción más caliente y la fría.

El mecanismo central de este consiste en dos pistones o cilindros, uno para disipar calor y desplazar aire caliente hacia la sección fría (viceversa). En la práctica este cilindro funciona como intercambiador de calor y se le denomina regenerador. El otro pistón entrega la fuerza para aplicar torque al cigüeñal.

Utilizando un diseño adecuado de Stirling, es posible obtener dos pulsos de fuerza por cada vuelta del cigüeñal, lo que hace de este motor el más eficiente que se conoce. Sin embargo, adolece de un problema que lo condena a ser el propulsor de un número limitado de maquinaria: no es posible ponerlo en funcionamiento en forma instantánea.

Motores de tipo beta, este tipo de motor fue el diseño original que hizo Robert Stirling. Consta de un cilindro con dos zonas, una caliente y otra fría. En el interior del cilindro también se encuentra un desplazador que posibilita el movimiento de aire, y concéntrico con este, se encuentra el pistón de potencia, que está desfasado a 90º respecto al desplazador. Este tipo de motor es el más eficaz, pero también el más complejo y voluminoso.

La definición de rendimiento para una máquina térmica es:

El trabajo neto será el debido a la expansión y compresión isotérmicas, puesto que durante los procesos isocóricos no se realiza trabajo. Para un gas ideal se calcula como:

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