Motor Stirling

Nombre Ignacio Ruiz - Bastian Toledo - Rodrigo AlvaradoCurso: 4BFecha:Colegio: Puerto MonttProfesor: Claudio AlmonacidAsignatura: Fsica

Indice

Objetivo.3Introduccin.4Desarrollo.5-Biografa..-Descripcion del funcionamiento..(imagen pag6)Tipos principales de motores Stirling..7-Alfa Stirling.-Beta Stirling-Gama Stirling.-Flat motor Stirling..Eficiencia del Stirling.9Aplicaciones del motor Stirling.-Submarinos-Yates-Enfriadoras.Conclucion10Referencias Bibliograficas.11

Objetivo

-investigar sobre el motor Stirling y sus orgenes-tener conciencia del para que sirve este motor.-que capacidades tiene.-mostrar al mundo la importancia del motor Stirling.- Nosotros hablaremos de el motor Stirling, bueno el objetivo de este trabajo es dar a conocer sobre la historia de este motor que en su poca fue recordado, primero les daremos a conocer su historia en general, luego sus primeras aplicaciones y as sucesivamente sealando todos los puntos mas importantes.Introduccin

Bueno todos se preguntaran que es y para que servia el motor Stirling?, el objetivo de este era tener un motor menos peligroso que la maquina a vapor, El motor Stirling es el nico capaz de aproximarse (tericamente lo alcanza) al rendimiento mximo terico conocido como rendimiento de Carnot, por lo que, en lo que a rendimiento de motores trmicos se refiere, es la mejor opcin. Existe un elemento adicional al motor, llamadoregenerador, que, aunque no es indispensable, permite alcanzar mayores rendimientos. Esto es un poco de lo que se trata este artefacto ya que mas adelante le daremos a conocer su historia mas detalladamente.

Desarrollo

Robert Stirling fue el inventor escocs del primer ejemplo prctico de un motor de ciclo cerrado de aire en 1816, y se sugiri por Fleeming Jenkin ya en 1884 que todos los motores deben ser llamados genricamente tanto, los motores Stirling. Esta propuesta de denominacin encontr poco apoyo, y los diversos tipos en el mercado continu siendo conocido por el nombre de sus diseadores o fabricantes individuales, por ejemplo, Rider, Robinson o Heinrici de aire del motor. En la dcada de 1940, la empresa Philips estaba buscando un nombre adecuado para su propia versin del "motor de aire", que en ese momento haba sido probado con los fluidos de trabajo distintos del aire, y decidido "motor Stirling 'en abril de 1945. Sin embargo, casitreinta aos ms tarde, Graham Walker todava tena motivos para lamentar el hecho de trminos tales como "motor de aire caliente" se sigui utilizando de manera intercambiable con "motor de Stirling, que a su vez se ha aplicado ampliamente y de manera indiscriminada.Al igual que el motor de vapor, el motor Stirling se clasifica tradicionalmente como un motor de combustin externa, como todas las transferencias de calor hacia y desde el fluido de trabajo se llevan a cabo a travs de una frontera slida aislando as el proceso de combustin y de cualquier contaminante que puede producir a partir de las piezas de trabajo de la motor. Esto contrasta con un motor de combustin interna, donde la entrada de calor es por la combustin de un combustible dentro del cuerpo del fluido de trabajo.Hay muchas implementaciones posibles del motor Stirling mayora de los cuales entran en la categora de motor de pistn alternativo.

Descripcin del funcionamiento

La principal caracterstica de este motor es que es alimentado por una fuente de calor externa, por lo que puede usar desde un proceso de combustin convencional usando combustibles fsiles, hasta prdidas de calor excedentes de un proceso industrial, pasando por la energa solar. Es silencioso y no produce ms sustancias contaminantes que las de la fuente de alimentacin original. Dentro del motor se halla un compartimento estanco lleno de un gas -que puede ser aire, helio o hidrgeno- dividido en dos zonas: una caliente y otra fra, que se correspondencon los dos ciclos de cada revolucin. El calor hace expandirse al gas que se encuentra en la zona caliente, que presiona de esa forma un pistn que a su vez mueve una manivela a la cual se encuentra enganchada una rueda. Al aumentar de volumen, el aire accede a la cmara fra, donde se contrae debido a la disminucin de temperatura. Este hecho acciona el segundo pistn.

Hay dos tipos principales de motores Stirling, que se distinguen por la forma en que mueven el aire entre los lados caliente y fro del cilindro:

El diseo de tipo alfa pistn tiene dos pistones en cilindros independientes, y el gas es conducido entre los espacios fros y calientes.Los motores Stirling de tipo de desplazamiento, conocidos como tipos beta y gamma, utilizan un desplazador mecnico aislado para empujar el gas de trabajo entre los lados caliente y fro del cilindro. El desplazador es lo suficientemente grande como para aislar los lados caliente y fro del cilindro trmicamente y para desplazar una gran cantidad de gas. Se debe tener suficiente de un espacio entre el desplazador y la pared del cilindro para permitir que el gas fluya alrededor del desplazador fcilmente.

El motor Stirling fue inventado y patentado por Robert Stirling en 1816. Se sigui a los primeros intentos en la fabricacin de un motor de aire, pero probablemente fue el primero en ser puesto en prctica en 1818, cuando un motor construido por Stirling fue empleado de bombeo de agua en una cantera. El tema principal dela patente original de Stirling era un intercambiador de calor que se llama un "economizador" por su mejora de la economa de combustible en una variedad de aplicaciones. La patente tambin describe en detalle el empleo de una forma de la economizador en su diseo de aire del motor de ciclo cerrado nico en el que la aplicacin es ahora generalmente conocido como un "regenerador".

El desarrollo posterior de Robert Stirling y su hermano James, un ingeniero, dio lugar a patentes de varias configuraciones mejoradas del motor original, incluyendo la presurizacin que tena en 1843 lo suficientemente mayor potencia para impulsar toda la maquinaria a Dundee fundicin de hierro.A pesar de que se ha disputado, en general se supone que as como el ahorro de combustible, los inventores fueron motivados para crear una alternativa ms segura a las mquinas de vapor de la poca, cuyas calderas frecuencia explot, causando numerosos heridos y muertos.La necesidad de que los motores Stirling para funcionar a temperaturas muy elevadas para maximizar la potencia y la eficiencia de las limitaciones expuestas en los materiales de la poca, y los pocos motores que fueron construidos en los primeros aos sufri fracasos inaceptablemente frecuentes - por ejemplo, el motor de fundicin de Dundee fue reemplazado por una mquina de vapor despus de tres fracasos cilindros calientes en cuatro aos.

Alfa StirlingUn Stirling alfa contiene dos pistones de potencia en cilindros separados, uno fro y otrocaliente. El cilindro caliente est situado en el interior del intercambiador de calor de alta temperatura y el cilindro fro est situado en el interior del intercambiador de calor de baja temperatura. Este tipo de motor tiene una potencia alta en relacin al volumen, pero tiene problemas tcnicos debido a la alta temperatura generalmente del pistn caliente y la durabilidad de sus sellos. En la prctica, este pistn por lo general lleva una cabeza grande aislante para mover los sellos de distancia de la zona caliente a expensas de un poco de espacio muerto adicional.Accin de un motor Stirling tipo alfaLos siguientes diagramas no muestran intercambiadores de calor internos en los espacios de compresin y expansin, que son necesarios para producirenerga. Un regenerador se coloca en el tubo de conexin de los dos cilindros. El cigeal tambin se ha omitido.Beta StirlingUn beta Stirling tiene un solo pistn de potencia dispuesto dentro del mismo cilindro en el mismo eje como un pistn desplazador. El pistn desplazador es un ajuste flojo y no se extrae ninguna energa del gas en expansin, pero slo sirve para el transporte de gas de trabajo entre los intercambiadores de calor caliente y fro. Cuando el gas de trabajo se inserta en el extremo caliente del cilindro se expande y empuja el pistn de potencia. Cuando se empuja al extremo fro de los contratos que cilindro y el impulso de la mquina, por lo general mejorado por un volante de inercia, empuja el pistn de potencia de la otramanera de comprimir el gas. A diferencia del tipo alfa, la beta tipo evita los problemas tcnicos de los sellos mviles calientes.Accin de un motor Stirling tipo betaUna vez ms, los siguientes diagramas no muestran intercambiadores de calor internos o un regenerador, que se coloca en la ruta del gas alrededor del desplazador.

Gamma StirlingUna gamma Stirling es simplemente una Stirling beta en la que el pistn de potencia est montado en un cilindro por separado junto con el cilindro de pistn desplazador, pero todava est conectado a la misma volante de inercia. El gas en los dos cilindros puede fluir libremente entre ellos y sigue siendo un solo cuerpo. Esta configuracin produce una menor relacin de compresin, pero es mecnicamente ms simple y, a menudo utilizado en motores Stirling de varios cilindros.

Flat motor StirlingDiseo del motor Stirling de doble accin plana resuelve la unidad de un desplazador con la ayuda de el hecho de que las reas de los pistones calientes y fras del desplazador son diferentes. La unidad hace sin ninguna transmisin mecnica. Uso de diafragmas elimina la friccin y necesidad de lubricantes. Cuando el desplazador est en movimiento, el generador mantiene el mbolo de trabajo en la posicin lmite que trae el ciclo de trabajo del motor cerca de un ciclo ideal Stirling. La relacin de la superficie de los intercambiadores de calor para el volumen de la mquina aumenta por la aplicacin de un diseo plano. Diseo plano del cilindro de trabajo seaproxima proceso trmico de la expansin y la compresin ms cerca de la isotrmica. La desventaja es un rea grande del aislamiento trmico entre el espacio caliente y fra.Eficiencia del StirlingUtilizando un diseo adecuado de Stirling, es posible obtener dos pulsos de fuerza por cada vuelta del cigeal, lo que hace de este motor el ms eficiente que se conoce. Sin embargo, adolece de un problema que lo condena a ser el propulsor de un nmero limitado de maquinaria: no es posible ponerlo en funcionamiento en forma instantnea.Aplicaciones del Motor StirlingEs eficaz, puede llegar a no emitir ningn tipo de contaminacin y apenas produce ruido o vibraciones. Puede parecer que sera ideal para aplicar en la industria del automvil, y de hecho, durante los aos 70 del siglo XX, en plena crisis del petrleo, se realizaron investigaciones intensivas sobre su aplicacin en turismos, pero se abandon el proyecto al bajar los precios de nuevo debido al inconveniente que presenta en cuanto al tiempo de encendido: demasiado lento para nuestras expectativas en la vida urbanita. Uno de los prototipos fue llamado AMC Spirit y funcionaba con gasolina, diesel o gasohol.

-Algunas de las aplicaciones reales que se le dan hoy da son:Submarinos:el Stirling es la base de la propulsin de algunos submarinos pues permiten recargar las bateras a altas profundidades, al contrario que el tradicional motor disel, que exige subir a altura de periscopio para realizar esa operacin.Yates:existe un tipo especfico de motor Stirling que es especialmente diseado para yates.

Enfriadoras:una de las caractersticas del motor Stirling es que es un ingenio reversible, es decir, puede ser usado como motor aplicndole calor de forma que genera movimiento, o puede ser usado como mquina, consiguiendo producir fro y calor cuando se le aplica movimiento mecnico mediante un motor exterior. Diseando el artefacto Stirling de la manera correcta, se pueden llegar a alcanzar los 10 K. - es decir, -263 C - y se usan en aparatos de alta tecnologa.

Conclucin

1. Hemos aprendidoelfuncionamientodelmotorStirling y las diversas aplicaciones que pueden tener.2. la importancia que tuvo el motor de Stirling en supocay lo que significo para el desarrollo de los diferentes motores acombustinhasta llegar a nuestra actualidad.3. los diferentesmtodoso uso que se implementaron en el siglo XIX gracias a el motor Stirling.