Stirling

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL “ESIME” ESCUELA

SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

Proyecto: motor de Stirling

Química aplicada

Integrantes: Aguilar Álvarez Ricardo

Díaz santos José Alberto

Flores Pérez Humberto

Rivero Urzúa Samuel

Vásquez Rodríguez José Manuel

OBJETIVO

Poder demostrar la teoría de la termodinámica mediante este proyecto.

INTRODUCCIÓN

¿Qué 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.

El motor Stirling fue inventado en 1816 por el Reverendo escocés Stirling quién lo concibió como un primer motor diseñado para rivalizar con el motor de vapor, en la práctica su uso se redujo a aplicaciones domésticas por casi un siglo. Los motores Stirling tienen una alta eficiencia, si se le compara con los motores de vapor, y gran facilidad para ser aplicados a cualquier fuente de calor. Estas ventajas están haciendo que vuelva a tener interés este tipo de motores, y su aplicación en sistemas en captadores de energías renovables.

TEORÍA

El motor Stirling fue originalmente inventado por Sir Robert Stirling, fraile escocés, hacia 1816. En sus inicios compitió efectivamente con el motor a vapor. Perdió interés después del desarrollo del motor de combustión interna y ha retomado interés en los últimos años por varias características muy favorables que tiene.

Este motor intercambia el calor con el exterior, por lo tanto es adaptable a una gran gama de fuentes de calor para su operación. Se han construido motores Stirling que usan como fuente de calor la energía nuclear, energía solar, combustibles fósiles, calor de desecho de procesos, etc. Al ser de combustión externa, el proceso de combustión se puede controlar muy bien, por lo cual se reducen las emisiones.

El ciclo ideal Stirling se compone de dos procesos isométricos (calentamiento y enfriamiento del fluido de trabajo a volumen constante) y dos isotérmicos (compresión y expansión a temperatura constante). La eficiencia termodinámica del ciclo ideal Stirling es igual a la de un ciclo de Carnot, trabajando a las mismas temperaturas de las fuentes de calor, lo cual se debe principalmente a la «regeneración» que se lleva a cabo durante los procesos a volumen constante del ciclo.

TIPOS DE MOTORES STIRLING

Motores tipo Alfa:

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 Rider en 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.

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