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Motor stirling

Fausto sierra

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Motor Stirling

El motor Stirling fue originalmente inventado

Stirling, fraile escocés, hacia 1816. La patente de est

glamoroso final de una serie de intentos de simplificar l

vapor. Stirling consideraba demasiado complicado cal

una caldera, producir vapor, e!pansionarlo en un motor,

mediante una bomba introducir de nuevo el agua en laimpulso para desarrollar un nuevo sistema fueron

fatales causados frecuentemente por las máuinas a vapo

no se hab%a inventado el acero " las calderas e!plotaban



Qué es un motor stirling?

Se define como motor Stirling como aquel dispositivo que convierte traa!oen calor o viceversa" a través de un ciclo termodin#mico regenerativo" concompresi$n % e&pansi$n c'clicas del fluido de traa!o" operando dic(o fluidoentre dos temperaturas" la del foco caliente % la del foco fr'o. )s una maquinade comusti$n e&terna" o sea" puede adaptarse a cualquier fuente de energ'a*comusti$n convencional o mi&ta" por e!emplo" con iomasa % gas" energ'asolar+" sin que ello afecte al funcionamiento interno del motor.



,ipos de motores Stirling

o Motor ,ipo -lfa

onsta de dos cilindros independientes" sin despla/ador"con dos pistones desfasados 0. no de los cilindros secalienta mediante mec(ero de gas o alco(ol % el otro seenfr'a mediante aletas o agua.



o Motor ,ipo 3eta

)s el motor original de Stirling. onsta deun cilindro con una /ona caliente % otrafr'a. )n el interior del cilindro est# eldespla/ador. os motores peque6os nosuelen llevar regenerador" % e&iste una(olgura de algunas décimas de mil'metroentre el despla/ador % el cilindro parapermitir el paso del gas.



o Motor ,ipo 7amma

)st# derivado del eta"pero m#s sencillo deconstruir. onsta de doscilindros separados" en uno

de los cuales se sit8a eldespla/ador % en el otro elpist$n de potencia



Funcionamiento

)l principio del funcionamiento es tan

s$lo el calentar % enfriar un medio detraa!o" sea aire" (elio" (idr$geno o inclusoun l'quido.

alentando ese medio provoca unae&pansi$n del mismo dentro del motor. )lmedio de despla/a a otra parte del motor

d$nde es enfriado.-l enfriar el medio" el volumen se reducede nuevo. )se camio de vol8menes activaun pist$n de traa!o el cual e!erce eltraa!o del motor. )l motor es (erméticopor lo que siempre se utili/a el mismomedio en un circuito cerrado *no (a%escape del medio de traa!o+



iclo del motor Stirling

)l motor Stirling en su ciclo ideal es capa/ dedesarrollar el traa!o m#&imo posile entre

dos focos térmicos a distinta temperatura"conocido como rendimiento de arnot" peroque a diferencia del ciclo de arnot poco 8tiltécnicamente" el motor Stirling es capa/ degenerar traa!o de forma practica" pudiendoen algunos casos reales llegar al 90: deltraa!o m#&imo otenile" lo que lo sit8acomo una opci$n ante estos tiempos de

necesidad de ma%or eficiencia energética %menor contaminaci$n.

;esde el punto de vista termodin#mico el ciclode un motor Stirling consta de dos procesosisoc$ricos % de dos isotérmicos.



<endimiento del motor Stirling

)l motor Stirling tiene el potencial de alcan/ar elrendimiento de arnot" lo cual le permite"

te$ricamente" alcan/ar el l'mite m#&imo derendimiento" que es a lo m#&imo que puede llega r unmotor térmico.

)l rendimiento de un motor térmico es la relaci$ne&istente entre el traa!o producido % el calor

asorido.

)l calor asorido es Qc. )l rendimiento térmico delciclo ser#



-plicaciones

=nicialmente mu% com8n" esa tecnolog'a muri$ con el invento de los motores >tto % (asta renacer al inicio del siglo impulsado por la compa6'a @(ilips en Aolanda.

Sus aplicaciones son muc(as



B Sumarinos" el motor stirling es la ase de la propulsi$n de algunosmotores pues permite recargar las ater'as a altas profundidades" al contrarioque el motor diesel" que e&ige suir a altura de periscopio para reali/ar estaoperaci$n.



B Cates" e&iste un tipo especifico de motor Stirling que es especialmentedise6ado para %ates.

B )nfriadoras" una de las caracter'sticas del motor Stirling es que es uningenio reversile" es decir" se puede usar como motor aplic#ndole calor enforma que genere movimiento" o puede ser usado como maquina" consiguiendoproducir fri$ % calor cuando se le aplica movimiento mec#nico mediante unmotor e&terior

B De('culos" los ve('culos ('ridos son se6alados por muc(as voces (o% en d'acomo los medios de transporte que ocuparemos a mediano pla/o en especial enlas grandes ciudades. )sto principalmente deido a las a!as emisiones decontaminantes % a la elevada econom'a de comustile que se otiene con estatecnolog'a.



venta!as

B Su elevado rendimiento" %a que el motor Stirling puede potencialmente alcan/arendimiento ideal de arnot.

B @osee una a!a cantidad de elementos m$viles" sore todo en comparaci$n conmotores de comusti$n interna" lo que permite pérdidas de rendimiento por fricci$nmu% a!as.

B )l (ec(o que el ciclo en la realidad sea cerrado (ace que potencialmente se pu

otener niveles mu% a!os de emisiones. B ;ado que es un motor de comusti$n e&terna el proceso de comusti$n se pued

controlar mu% ien" con lo que se reducen las emisiones.

B omo intercamia calor con el e&terior" se pueden utili/ar una gran cantidad defuentes de calor" como por e!emplo energ'a nuclear" energ'a solar % comustilesf$siles" entre otras.

B )l a!o nivel de ruido % la ausencia de viraciones con que opera



desventa!as

B 3a!a densidad de potencia deido a la comusti$n e&terna" lo quecondiciona su tama6o.

B ;ificultad en la construcci$n del motor para sellar el fluido de traa!odurante toda la vida 8til" lo que eleva su costo.

B Falta de e&periencia en la construcci$n de este tipo de motores en elruro automotri/.

B omo el fluido de traa!o es gaseoso" esto acarrea dificultades

operativas" con lo que los fluidos realmente viales deido a sus uenaspropiedades termodin#micas son el (elio % el (idr$geno.

B ento tiempo de respuesta.

B Se requieren grandes superficies de intercamios de calor" lo que (aceaumentar desmesuradamente su tama6o en comparaci$n con los motores decomusti$n interna.



conclusiones

B )s un motor de comusti$n e&terna.

B )l principio de funcionamiento es el traa!o (ec(o por la e&pansi$n % contracci$nde un gas.

B Su ciclo de traa!o se conforma mediante 2 transformaciones isoc$ricas*calentamiento % enfriamiento a volumen constante+ % dos isotermas *compresi$n %e&pansi$n a temperatura constante+

B )l regenerador tiene la funci$n de recuperar parte de la energ'a que se cede en

uno de los procesos is$coro donde se enfr'a el gas de traa!o para aportarlo de nuevoen el proceso is$coro restante.

B Si no e&iste regenerador" el motor tamién funciona" pero su rendimiento esinferior.

B )l motor Stirling es el 8nico capa/ de apro&imarse *te$ricamente lo alcan/a+ alrendimiento m#&imo te$rico conocido como rendimiento de arnot.

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