tesis carlos medina - uniandes
TRANSCRIPT
IM – 2005 – 1 – 24
1
Diseño, Construcción E Implementación De Mejoras Para Un Motor Stirling De 1/8 De HP
CARLOS RICARDO MEDINA USECHE
PROYECTO DE GRADO
Asesor JAIME LOBOGUERRERO USCATEGUI
Ingeniero Mecánico, Ph.D.
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ, D.C.
2005
IM – 2005 – 1 – 24
2
Índice de contenidos. 1. INTRODUCCION .......................................................................................................... 5
2. OBJETIVOS.................................................................................................................... 9
2.1. Objetivo General ................................................................................................... 9
2.2. Objetivos Específicos.......................................................................................... 9
3. TRABAJOS PREVIOS................................................................................................ 10
4. DESCRIPCION DEL FUNCIONAMIETO................................................................. 11
5. DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................................................... 13
5.1. Inspección inicial y descripción de las piezas. ........................................... 14
5.2. Inventario ............................................................................................................... 16
5.3. Descripción de las piezas y proceso de diseño.......................................... 17
5.3.1. Bloque de motor .......................................................................................... 17
5.3.2. Bloque de despalzadores y quemador .................................................. 19
5.3.3. Pistones ......................................................................................................... 22
5.3.4. Conjunto de bielas y excéntricas............................................................ 22
5.3.5. Eje del cigüeñal............................................................................................ 23
5.3.6. Yugo escocés ............................................................................................... 24
5.3.7. Excéntricas yugo escocés ........................................................................ 25
5.3.8. Guías de los desplazadores ..................................................................... 26
5.3.9. Pistones Desplazadores ............................................................................ 27
5.3.10. Sellos y empaque ...................................................................................... 29
6. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR........................................................................... 31
6.1. Calculo de volumen de trabajo ........................................................................ 31
6.2. Torque estático ................................................................................................... 33
6.3. Potencia Teórica ................................................................................................. 33
6.4. Especificación del lubricante .......................................................................... 35
7. SIMULACION TEORICA EN ANSYS....................................................................... 36
7.1. Programa Utilizado............................................................................................. 37
7.2. Tipo de elementos y número ............................................................................ 37
7.3. Geometría enmallada......................................................................................... 37
IM – 2005 – 1 – 24
3
7.4. Características del material ............................................................................. 38
7.5. Condiciones de frontera ................................................................................... 39
7.6. Condiciones de carga........................................................................................ 40
7.7. Especificación de tipo de simulación ........................................................... 40
7.8 Presentación de resultados .............................................................................. 41
8. FUNCIONAMIENTO FINAL DEL MOTOR .............................................................. 41
8.1. Funcionamiento .................................................................................................. 41
8.2. Problemas de funcionamiento ........................................................................ 42
9. CONCLUCIONES ........................................................................................................ 43
10. RECOMENDACIONES ............................................................................................. 46
11. REFERENCIA ............................................................................................................ 47
12. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 48
13. ANEXOS ..................................................................................................................... 49
IM – 2005 – 1 – 24
4
Índice de ilustraciones. Ilustración 1. Ciclo teórico Vs real. .................................................................................................................. 12 Ilustración 2. Desplazador y pistón. ............................................................................................................... 12 Ilustración 3. Motor Stirling Universidad de los Andes. ..................................................................................... 13 Ilustración 4. Bloque de motor oxidado. .......................................................................................................... 14 Ilustración 5. Oxido en la superficie del piston. ............................................................................................... 15 Ilustración 6. Piston quemado debido a la alta temperatura al interior del bloque de desplazadores. ............ 15 Ilustración 7. Mal maquinado de la pista interna de la biela y excentrica.......................................................... 16 Ilustración 8. Bujes en teflon. .......................................................................................................................... 18 Ilustración 9. Sistemas de sellado para el fluido de trabajo (La solución tres fue la planteada en este trabajo)........................................................................................................................................................................... 18 Ilustración 10. Bloque de desplazadores y quemador. ..................................................................................... 20 Ilustración 11. Sistema de refrigeacion. .......................................................................................................... 21 Ilustración 12. Grietas que se originan en el proceso de secado. ................................................................... 21 Ilustración 13. Pistones condiciones de operación.......................................................................................... 22 Ilustración 14. Maquinado de bielas y excéntricas............................................................................................ 23 Ilustración 15. Rodamientos de agujas. .......................................................................................................... 23 Ilustración 16. Eje de transmisión. .................................................................................................................. 24 Ilustración 17. Sistemas de yugo escocés planteado. ...................................................................................... 25 Ilustración 18. Excéntricas del yugo escocés. .................................................................................................. 26 Ilustración 19. Yugos montados sobre el eje. .................................................................................................. 26 Ilustración 20. Configuraciones de desplazadores.......................................................................................... 27 Ilustración 21. Geometría de la cámara, donde se da el intercambio de calor................................................ 29 Ilustración 22. Sellos de asbesto..................................................................................................................... 30 Ilustración 23. Sello metálico........................................................................................................................... 30 Ilustración 24. Sello mecánico......................................................................................................................... 31 Ilustración 25. Volúmenes de trabajo................................................................................................................ 32 Ilustración 26. Configuración para medir torque estático. ............................................................................... 33 Ilustración 27. Condiciones de entrada............................................................................................................. 34 Ilustración 28. Valores teóricos obtenidos. ....................................................................................................... 35 Ilustración 29. Parte de motor a analizar......................................................................................................... 37 Ilustración 30. Geometría a enmallar. ............................................................................................................. 37 Ilustración 31. Condiciones de frontera........................................................................................................... 39 Ilustración 32. Distribución de temperatura. .................................................................................................... 40 Ilustración 33. Temperatura de la llama.......................................................................................................... 41 Índice de Tablas Tabla 1. Tabla de inventario. ............................................................................................................................ 16 Tabla 2. Coeficientes de fricción. ...................................................................................................................... 19 Tabla 3. Pesos de los yugos escoceses ........................................................................................................... 25 Tabla 4. Descripción de los desplazadores. .................................................................................................... 29 Tabla 5. Valores del torque estatico.................................................................................................................. 33 Tabla 6. Propiedades del lubricante.................................................................................................................. 36 Tabla 7. Descripción del enmallado. ................................................................................................................. 38 Tabla 8. Propiedades del acero. ....................................................................................................................... 38 Tabla 9. Propiedades de la fundición................................................................................................................ 39
IM – 2005 – 1 – 24
5
1. INTRODUCCION1
El motor Stirling fue originalmente diseñado y concebido por Sir Robert Stirling,
fraile escocés, hacia 1816. En principio compitió de manera efectiva con el motor a
vapor. Pero años después con la invención y eventual desarrollo del motor de
combustión interna, el uso de este tipo de motores se fue dejando a un lado
gradualmente. Actualmente este tipo de motores ha retomado interés debido al
gran número de aplicaciones y ventajas que presenta, las cuales serán expuestas
más adelante.
Un motor Stirling es un motor de ciclo cerrado, lo cual implica que el fluido de
trabajo (gas) se encuentra al interior del motor y los pistones lo desplazan a lo
largo de las diversas etapas del ciclo. Debido a que este motor funciona con
combustión externa este puede utilizar como fuentes de calor subproductos de
energía nuclear, gas natural, propano, gasolina, diesel, bio-combustibles, calor de
desechos y energía solar entre otros. Es por esto que esta clase de motores
pueden ser utilizados en un gran número de aplicaciones; Al ser un proceso de
combustión externa, el proceso de combustión se puede controlar de manera
eficiente reduciendo en un gran porcentaje las emisiones de agentes
contaminantes.
La operación súper silenciosa que se presenta en el funcionamiento de esta clase
de motores es una de sus principales características, esto se debe en gran parte a
que posee un número reducido de piezas móviles, las cuales representan menos
pérdidas por ficción y menos piezas haciendo contacto entre si. Otra causa de su
operación silenciosa se debe a que por ser un motor de combustión externa no se
tienen que amortiguar ningún tipo explosión, por el contrario este tipo de motores
presenta un balance natural el cual se debe en gran parte a la rata constante de
calor que se le proporciona el sistema como consecuencia de la quema de algún
combustible.
1 Referencia [1 y 2]
IM – 2005 – 1 – 24
6
El elemento de más importancia en esta clase de motores es el llamado
regenerador. Este tiene la propiedad de poder absorber y ceder calor en cada
unos de los pasos a volumen constante que se presentan durante el ciclo. El
regenerador debe ser un elemento preferiblemente poroso (existe varias clases de
estos elementos), con conductividad térmica despreciable. El regenerador divide
cada unos de los cilindros del motor en dos zonas: zona caliente y zona fría. El
fluido se desplaza de la zona caliente a la fría a través de este aumentado la
eficiencia del motor mientras realiza cada uno de los ciclos de trabajo.
Es importante mencionar que esta clase de motores se han seguido desarrollando
desde que fueron creados por Sir Robert Stirling hasta hoy en día y se han
alcanzado grandes desarrollos en el funcionamiento de los mismos; esta clase de
desarrollos se al alcanzado en gran parte gracias a la aparición de nuevos
procesos de manufactura y a al desarrollo de nuevas aleaciones las cuales
proporcionan una buena relación peso resistencia. Esta clase de motores se
utilizan principalmente en equipos para refrigeración, en el campo automotriz se
han invertido cantidades importantes de dinero en investigación pero los
resultados no han sido los esperados. Una de las mayores dificultades para utilizar
motores Stirling en vehículos es que son muy lentos y no reaccionan
inmediatamente (cuando se montan en el automóviles, éstos no arranca hasta
pasados unos segundos).
A continuación se presentara una lista en las cuales se enumeran las ventajas y
desventajas que presentan este tipo de motores2.
Las principales ventajas, que han ido apareciendo a lo largo del desarrollo de esta
clase de motores son:
• Su elevado rendimiento, ya que el motor Stirling puede potencialmente
alcanzar el rendimiento ideal de Carnot.
2 Referencia [1]
IM – 2005 – 1 – 24
7
• Posee una baja cantidad de elementos móviles, sobre todo en comparación
con los motores de combustión interna, lo que permite pérdidas de
rendimiento por fricción muy bajas.
• El debido a que el ciclo en la realidad sea cerrado hace que potencialmente
se puedan obtener niveles muy bajos de emisiones.
• Debido a que es un motor de combustión externa el proceso de combustión
se puede controlar de una forma muy eficiente, con lo cual se obtiene una
reducida producción de emisiones.
• Como intercambia calor con el exterior, se pueden utilizar una gran cantidad
de fuentes de calor, como por ejemplo energía nuclear, energía solar y
combustibles fósiles, entre otras.
• El bajo nivel de ruido y la ausencia de vibraciones con que opera.
Esta clase de sistemas también presentan algunas desventajas, las cuales son:
• Baja densidad de potencia debido a la combustión externa, lo que
condiciona en gran parte su tamaño.
• Dificultad para obtener un correcto sellado en el motor; para que el fluido de
trabajo se conserve sin variaciones de volumen durante toda la vida útil, lo
que eleva su costo.
• Falta de experiencia y desarrollo de este tipo de motores en el sector
automotriz.
• Como el fluido de trabajo es gaseoso, esto acarrea dificultades operativas.
IM – 2005 – 1 – 24
8
• Lento tiempo de respuesta, largo tiempo de encendido y apagado del
motor.
• Para aumentar su eficiencia se requieren grandes superficies de
intercambios de calor, lo cual produce que su tamaño aumente de forma
desmesuradamente con relación a los motores de combustión interna.
Aun cuando las desventajas de este tipo de motores hacen pensar que la
producción de estos no es viable o sencillamente no son del todo funcionales,
empresas como la NASA y Stirling Technology Company se encuentra
desarrollando nuevas versiones que serán usadas en múltiples misiones,
incluyendo el abastecimiento de energía eléctrica para los rovers sin tripulación de
Marte y para las misiones de espacio profundo3, mostrando de esta forma que
esta clase de motores aun tienen un enorme potencial el cual no ha sido
completamente explotado.
3 Referencia [2].
IM – 2005 – 1 – 24
9
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
El objetivo principal de este proyecto es lograr poner en funcionamiento el motor
Stirling con el cual cuenta el departamento de Ingeniería Mecánica de la
Universidad de los Andes. Para que en el futuro se pueda emplear como un
elemento de estudio de las leyes de termodinámicas que rigen su funcionamiento.
2.2. Objetivos Específicos
• Verificar la teoría bajo la cual fueron diseñados los elementos que hacen
parte del motor.
• Realizar un listado de los principales problemas que se presentan en el
motor.
• Modificar todos los elementos mecánicos que presenten fallas.
• Realizar simulaciones en Ansys para observar el comportamiento térmico.
• Corregir o rediseñar las piezas que presenten problemas de geometría;
para evitar de esta forma obstrucción del mecanismo.
• Poner en funcionamiento el motor.
• Concluir sobre los resultados obtenidos y proporcionar recomendaciones
para futuros trabajos.
IM – 2005 – 1 – 24
10
3. TRABAJOS PREVIOS
• MEJIA Carvajal, Oscar Fernando, Diseño y construcción de un motor
Stirling de 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento de
Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000.
• CUELLAR Caicedo, Cesar A, Puesta a punto y medición del desempeño
del motor Stirling de 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento
de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000.
• GOMEZ Ceron, José Julián , Diseño e implementación de mejoras de un
motor Stirling, Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería
Mecánica, Bogota, 2002.
• BRETON Arbelaez, Daniel Alberto, Análisis, construcción y diseño de un
intercambiador de calor para un motor Stirling de 1/8 de H.P. Universidad
de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2003.
• GONZALEZ Hassing, Andrés, Ensamble y caracterización del motor
Stirling de 1/8 de H.P del departamento de ingeniería mecánica.
Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota,
2004.
IM – 2005 – 1 – 24
11
4. DESCRIPCION DEL FUNCIONAMIETO
Un motor Stirling es un motor de ciclo cerrado, lo cual quiere decir que el fluido de
trabajo (gas) se encuentra perfectamente confinado al interior del motor. Para
lograr su funcionamiento este motor utiliza una fuente de calor externa, la cual
pueden utilizar una gran variedad de combustibles para entrar en funcionamiento.
En nuestro caso se utiliza una configuración de motor conocido como Beta (Ver
ilustración 2), este tipo de configuración cuenta con dos pistones de trabajo y dos
pistones desplazadores gemelos (que en este caso también funcionan como
regenerador). Estos dos elementos se encuentran dentro de una cámara
dispuesta de manera vertical y son los encargados de producir cada uno de los
ciclos de funcionamiento del motor. Es bueno a clara que estos dos elementos se
encuentran trabajando de manera simultánea al interior de la cámara y tiene un
desfase de 90º entre pistón-desplazador debido a que es la mejor configuración
que se ha encontrado en los trabajos previamente realizados.
El elemento más importante con el cual cuenta el motor es el regenerador. Este
tiene la propiedad de absorber y ceder calor a lo largo de cada una de las etapas a
volumen constante (ver Pasos 2-3 y 4-1 en la ilustración 1). Este elemento divide
al motor en dos zonas: zona caliente y zona fría. En muchas aplicaciones donde
estos motores son muy pequeños no se emplea el regenerador, pero el uso de
este hace que la eficiencia de este suba a tal punto que se puede llegar a
aproximaciones muy cercanas del ciclo de Carnot (ver Ilustración 1).
El ciclo bajo el cual funciona el motor Stirling consta de cuatro pasos los cuales
son:
1 Contracción volumétrica a temperatura constante (1-2).
2 Calentamiento a volumen constante (2-3).
IM – 2005 – 1 – 24
12
3 Expansión volumétrica a temperatura constante (3-4).
4 Enfriamiento a volumen constante (4-1).
Ilustración 1. Ciclo teórico Vs real4.
En este caso, el área del ciclo real es inferior al teórico.
Ilustración 2. Desplazador y pistón.
4 Referencia [3]
IM – 2005 – 1 – 24
13
5. DESARROLLO DEL TRABAJO
Ilustración 3. Motor Stirling Universidad de los Andes.
IM – 2005 – 1 – 24
14
5.1. Inspección inicial y descripción de las piezas. En primera instancia, al comenzar el proceso de reparación del motor se encontró
que este se encontraba totalmente atascado, a simple vista y sin destapar el motor
parecía ser por desalinización de alguno de los mecanismos móviles que hacen
parte del sistema. Al comenzar una inspección mucho más minuciosa de cada uno
de los mecanismos del motor se encontró que el depósito en el cual se mantiene
el lubricante para el sistema de bielas y excéntricas se encontraba oxidado, esto
debido a que el lubricante utilizado (fuel oil) tener pequeñas cantidades de agua
que facilitaron el inicio de un proceso de corrosión al interior de este deposito (Ver
ilustración 4).
Ilustración 4. Bloque de motor oxidado.
Al seguir con el proceso de inspección se observo un serio atascamiento de los
dos pistones al interior del bloque del motor. Esto se origino en gran parte debido
a que parte del agua almacenada en el depósito de aceite alcanzo las camisas del
motor y lentamente fue generando oxido sobre la superficie de las camisas, que al
mezclarse con partículas que se desprendieron del desplazador originaron un
atascamiento de estos dos elementos(Ver ilustración 5).
IM – 2005 – 1 – 24
15
Ilustración 5. Oxido en la superficie del pistón.
Los pistones desplazadores se encontraban en totalmente deteriorados sobre todo
en la parte superior de estos la cual esta próxima a la zona de mayor temperatura
dentro del intercambiador de calor (Ver ilustración 6)
Ilustración 6. Pistón quemado debido a la alta temperatura al interior del bloque de
desplazadores.
Los yugos escocés se encontraban deteriorados totalmente es muy posible que
debido a los cabeceos del pistón-desplazador se hallan deformado originando
leves atascamientos que conllevaron la deformación de la guía que va sujeta a la
excéntrica.
En el sistema de rodamientos de agujas que se encuentran entre las bielas y las
excéntricas, se encontró defectuoso debido al mal maquinado tanto de las
excéntricas como en las pistas que se realizaron al interior de las bielas. Esto
produjo como consecuencia que todas las agujas que hacían parte de este
sistema de rodamiento pareciesen martilladas (Ver ilustración 7).
IM – 2005 – 1 – 24
16
Ilustración 7. Mal maquinado de la pista interna de la biela y excentrica. 5.2. Inventario A continuación, se hace una lista de las piezas que se encontraron; se mencionara
la correspondiente acción correctiva que se realizo durante la ejecución de este
proyecto. Tabla 1. Tabla de inventario. Nombre Existentes Acciones correctivas
1 Bloque de Motor 1 Re-maquinar las camisas
2 Bloque de Desplazadores 1 Remover residuos
3 Quemador 1 Verificar funcionamiento
4 Intercambiador de calor 1 Verificar funcionamiento
5 Pistones 2 Remover residuos y oxido
6 Bielas 2 Re-maquinar pistas
7 Excéntricas 2 Re-maquinar superficie
8 Eje cigüeñal 1 Corregir juego de cuñas
9 Yugo Escocés 0 Diseño, construcción y prueba
10 Guías desplazadotes 0 Diseño, construcción y prueba
11 Excéntricas yugo escocés 2 Verificar ajuste
12 Pistones desplazadores 0 Diseño, construcción y prueba
13 Sellos y empaque 1 Realizar los empaques
14 Tortillería Remplazar algunas
15 Tapas y carter 1 Buscar fugas
IM – 2005 – 1 – 24
17
5.3. Descripción de las piezas y proceso de diseño. 5.3.1. Bloque de motor El motor Stirling de configuración BETA implica que posee un juego de 2 pistones
que se encuentran desfasados a conveniencia según como se halla diseñado el
motor, en nuestro caso estos se encuentran desfasados 180 entre ellos. Esta
configuración de motor también consta de dos pistones-desplazadotes los cuales
mueven el fluido de trabajo entre la zona caliente y la zona fría, estos se
encuentran desfasados 90 grados con relación a los a los pistones del bloque del
motor.
En el bloque del motor también encontramos que se realizaron previamente a este
trabajo cuatro agujeros (VER Ilustración 8) que tienen como función conectar el
cigüeñal con los pistones desplazadores para que de esta forma se produzca el
movimiento desfasado entre pistones de trabajo y pistones-desplazadores, estos
agujeros además tienen como función alinear el sistema de yugo escocés. Es
importante resaltar que durante el maquinado inicial de estos agujeros se un
problema de alineación en uno de los agujeros, lo cual comprometió de manera
importante el desempeño del motor; el desempeño se ve afectado debido a que
por los problemas de aleación presentes, el mecanismo de barras debe hacer
mayor esfuerzo para superar la resistencia que opone el agujero libre al
movimiento de la barra.
Como es de suponerse, el juego que se presenta entre el mecanismo de barras y
los agujeros no es muy estrecho debido a la alineación deficiente de uno de estos;
para solucionar este inconveniente se recurrió a hacer un cambio en el sistema
planteado en trabajos previos y se implemento una solución que consistía en
situar pequeños bujes de teflón para que funcionaras como sello entre el carter y
la cámara donde se encuentra el fluido de trabajo (Ver ilustración 9-c). Las
dimensiones de este buje son 1/8 de pulgada de diámetro exterior y 3.2 milímetros
IM – 2005 – 1 – 24
18
de diámetro interior; este material se eligió entre varios candidatos debido al bajo
coeficiente de fricción (Ver tabla # 2) que se presenta entre el teflón y un material
como el acero del cual se encuentran fabricados los yugos escocés de este
proyecto.
Ilustración 8. Bujes en teflon.
Ilustración 9. Sistemas de sellado para el fluido de trabajo (La solución tres fue la planteada en este trabajo)5.
5 Referencia [4]
IM – 2005 – 1 – 24
19
Tabla 2. Coeficientes de fricción6.
me mc
Acero sobre acero 0.74 0.57
Metal sobre metal
(lubricados) 0.15 0.06
Teflón sobre acero 0.1 0.05
Teflón sobre teflón 0.04 0.04
5.3.2. Bloque de desplazadores y quemador
Este elemento que compone el motor, consta de una pieza echa en fundición; al
interior de esta pieza se encuentran alojados los pistones desplazadores y en la
parte superior se encuentran el intercambiador de calor y el quemador.
En primera instancia se supone que cada uno de estos elementos que conforman
esta pieza, están funcionado bajo las especificaciones de diseño con las cuales se
construyeron.
Al bloque de desplazadores (Ver ilustración 10) se le retiro una capa de residuos
“pintura de resistente a la temperatura” que se encontraba adherida a las paredes
de este. Y se mejoro la calidad de la superficie de esta con un pequeño pulido.
6 Referencia [5]
IM – 2005 – 1 – 24
20
Ilustración 10. Bloque de desplazadores y quemador.
Es importante mencionar que el bloque de desplazadores posee serios problemas
geométricos relacionados con el paralelismo de las paredes que hacen parte de
este elemento, es muy posible que estos problemas se hallan originado al
momento de su fundición debido a que no hay forma posible de realizar un
maquinado sobre esta pieza; el cambio de esta pieza no se llevo acabo debido a
que se encontraba fuera de los alcances de este proyecto.
También se realizo el cambio del material cerámico (Ver ilustración 10) que hacia
parte de la zona aislante del intercambiador de calor, para este proceso se uso
arcilla refractaria debido a sus propiedades térmicas las cuales son ideales para
este proyecto; este material se eligió con el objeto de evitar la transferencia de
calor (convección y radiación) hacia los tubos que hacen parte del enfriador el cual
se encuentra justo abajo del quemador (Ver ilustración 11). En gran parte el uso
de un material de estas características se debe en gran parte a que la eficiencia
de este tipo de motores, se debe en gran parte al incremento en el delta de
temperaturas que se presente entre la zona fría y la zona caliente.
IM – 2005 – 1 – 24
21
Ilustración 11. Sistema de refrigeacion.
Es importante resaltar la dificultad que acarrea manejar materiales de tipo
cerámico, por esto al momento de realizarse el secado aparecieron grietas y se
presento un rechupe o encogimiento de la pieza; el cual es normal debido a la
perdida de agua que se origina el secarse este tipo de compuestos; se encoge
entre un 7% y un 15% dependiendo de su contenido de agua y su composición
química (Ver ilustración 12).
Ilustración 12. Grietas que se originan en el proceso de secado.
IM – 2005 – 1 – 24
22
5.3.3. Pistones
A los pistones se les realizo un pulido superficial debido en gran parte a que
presentaban oxido a lo largo de su superficie y residuos en los canales de los
anillos, no se le realizaron mayores trabajos en estos elementos debido a que las
camisas fueron corregidas en una décima de milímetro y al realizar un mayor
trabajo sobre los pistones se pierde la calidad del sello entre el bloque de
desplazadores y el carter del motor (Ver ilustración 13).
Ilustración 13. Pistones condiciones de operación.
5.3.4. Conjunto de bielas y excéntricas
Tanto las bielas como las excéntricas tuvieron que ser re-maquinadas(ver
ilustración 14) debido a que presentaban irregularidad en las dos superficies, lo
cual origino que las agujas con las cuales funcionaba este sistema obtuvieran una
apariencia de estar martilladas; la agujas de este sistema se remplazaron en su
totalidad y se mejoro el ajuste de este conjunto cambiando las dimensiones
iniciales de las agujas de 3 mm a 4 mm evitando de esta forma que se presente un
cabeceo en los pistones originando pérdidas y vibraciones al momento de
transmitir potencia .
IM – 2005 – 1 – 24
23
Ilustración 14. Maquinado de bielas y excéntricas.
Al realizar este cambio se utilizaron 47 rodamientos de agujas de 4 mm de
diámetro (Ver Ilustración 15)
Ilustración 15. Rodamientos de agujas. 5.3.5. Eje del cigüeñal
Al eje de transmisión (Ver ilustración 16) no se le realizaron mayores cambios; a
excepción de limarle pequeñas rebabas para que entrara sin mayores
complicaciones en las excéntricas. Este elemento presenta un buen ajuste con las
excéntricas tanto de los pistones como de los desplazadotes. No se presenta
ninguna clase de juego que permita vibraciones.
IM – 2005 – 1 – 24
24
Ilustración 16. Eje de transmisión.
5.3.6. Yugo escocés Para desarrollar este mecanismo de barras se tonaron en cuenta dos opciones
una con varilla calibrada de 3mm y la otra con varilla calibrada de 2 mm y
previamente templada con el objetivo de aumenta su rigidez y de esta forma
obtener una menor deflexión. Varios de los diseños que se iban a probar en
principio fueron descartados al realizar una retroalimentación de los resultados
obtenidos en trabajos previos a este.
Las dos opciones planteadas (Ver ilustración 17) principalmente difieren en la
forma como se realizo la guía que conecta estos dispositivos con el eje de
transmisión. Se opto por utilizar el mecanismo realizado en varilla de 3 mm de
diámetro debido a su resistencia al pandeo, este elemento es ligeramente mas
pesado que la solución en varilla de 2 mm (Ver tabla 3) pero de igual forma esto
no afectar de manera importante el rendimiento del motor.
Al construir este elemento, todas las geometrías se realizaron a mano, con base
en el radio de curvatura de las excéntricas, esto con el firme objetivo de lograr un
buen ajuste entre el yugo y la excéntrica para evitar de esta forma juegos que
originan ruido y perdida de desplazamiento, lo cual se ve reflejado de una u otra
forma en el rendimiento del motor.
IM – 2005 – 1 – 24
25
Ilustración 17. Sistemas de yugo escocés planteado. Tabla 3. Pesos de los yugos escoceses Elemento Peso gr
Varilla 2.5 mm de diámetro 25 gr
Varilla 3 mm de diámetro 33 gr
5.3.7. Excéntricas yugo escocés
Las excéntricas del yugo escocés (ver Ilustración 18) se encontraban en buenas
condiciones por lo cual no se realizo ningún cambio en geometría o superficie, en
principio surgió la idea de hacerle una pequeña camisa en teflón para reducir la
fricción entre este componente y el yugo escocés, pero por los elevados costos de
este material se tuvo que descartar esta idea y hacer énfasis en el ajuste que se
presentaría con el yugo desplazador. Estos elementos se encuentran sujetados a
las excéntricas de los pistones de trabajo por medio de elementos de sujeción
(remaches) para lograr mantener el desfase necesario para el buen
funcionamiento del motor.
IM – 2005 – 1 – 24
26
Ilustración 18. Excéntricas del yugo escocés.
5.3.8. Guías de los desplazadores Debido a la rigidez que presenta la nueva versión de los mecanismos
desplazadores, no es necesario adaptar guías para asegurar el correcto
desplazamiento de los yugos escoceses al interior del carter. (Ver Ilustración 19).
Ilustración 19. Yugos montados sobre el eje.
IM – 2005 – 1 – 24
27
5.3.9. Pistones Desplazadores El pistón desplazador es un elemento de gran importancia dentro de este motor,
ya que su función es desplazar el fluido de trabajo de la zona caliente a la zona
fría. Para este trabajo se diseñaron tres clases de pistones desplazadores (Ver
ilustración 20) con el firme objetivo de compara diferentes alternativa y observar
cual de ellas proporcionaba el mejor desempeño.
Ilustración 20. Configuraciones de desplazadores.
La tercera configuración, la cual consta de un desplazador fabricado en cerámica
se descarto, debido a que no se logro conseguir una geometría adecuada, debido
en gran parte a que durante el proceso de secado y horneado, esta pieza se
deformaba a tal grado que producía bastante volumen muerto debido a que sus
tolerancias no eran las mas adecuadas.
IM – 2005 – 1 – 24
28
Para la configuración en la cual se encuentran dispuestos dos tanques metálicos y
una pieza cerámica que los separa y funciona como resistencia térmica (Ver
ilustración 20), se utilizaron las ecuaciones de esfuerzo en cilindros presurizados7
para calcular el espesor de pared. El resultado de este calculo proporciono valores
de .5mm pero debido a las dificultades para soldar una lamina de este calibre se
opto por utilizar lamina calibre 20 para, con el objeto de poderla soldar con MIG,
debido a las altas temperaturas que puede soportar este tipo de soldaduras.
( )22
20
20
2200
2
io
iiiit RR
RPPRRRPRP−
−−−=σ (1)
( )22
20
20
2200
2
io
iiiir RR
RPPRRRPRP−
−+−=σ (2)
22
2
io
iir RR
RP−
=σ (3)
En este motor debido a la geometría especial de las cámaras en la cual se
presenta el intercambio de calor y a las limitaciones de espacio (Ver ilustración
21), el desplazador es el único lugar donde se puede ubica el regenerador; es por
esta razón que los desplazadores cuenta con superficies metálicas donde se lleva
acabo intercambio de calor para aumentar la eficiencia del motor.
•
7 Shigley, Joseph Edward. Mechanical Engineering Design. 7th ed. Cap 4, McGraw-Hill series in mechanical
engineering. USA 2004.
IM – 2005 – 1 – 24
29
Ilustración 21. Geometría de la cámara, donde se da el
intercambio de calor.
Es importante mencionar que obtener la geometría requerida para estos
desplazadores es un proceso complicado, esto debido a que las paredes del
bloque no tiene un adecuado paralelismo los cual hace que los pistones
desplazadores no se puedan construir dejando el menor espacio posible entre la
pared del pistón y la pared del bloque. Originando de esta manera mayores zonas
de volumen muerto y en algunas ocasiones fricción entre estas dos piezas.
Tabla 4. Descripción de los desplazadores.
Pistón Material Peso
Pistón 1 Acero y cerámica 150 gr
Pistón 2 Madera Recubierta con asbesto y
acero en malla 66 gr
Pistón 3 Cerámica con calzas metálicas 71 gr
5.3.10. Sellos y empaque
La importancia de estos elementos radica principalmente en que son los que
mantienen las condiciones de presión adecuadas para que el motor funcione. En
este motor se encuentran 2 empaques de asbesto (Ver ilustración 22) los cuales
se encuentran en capacidad de resistir temperaturas de 340 ºC, además de esto
IM – 2005 – 1 – 24
30
se complementa su función de sello con el uso de silicona para alta temperatura la
cual tiene una capacidad nominal de resistir 320 ºC.
Ilustración 22. Sellos de asbesto.
Los puntos de mayor complicación debido a las condiciones que deben soportar
son: el empaque que sella el intercambiador con el bloque de desplazadores (Ver
ilustración 23) y el sello mecánico (Ver ilustración 24) que mantiene la presión en
el carter.
Ilustración 23. Sello metálico.
IM – 2005 – 1 – 24
31
Ilustración 24. Sello mecánico.
El primero de estos debe soportar condiciones de temperatura extremas
aproximadamente de 600 a 800 ºC por lo cual se usa una lámina la cual permite el
sellado debido a la presión ejercida por los tornillos que sujetan el intercambiador,
igual se prevé que en este punto se presente pequeñas fugas. El segundo
mecanismo es el sello mecánico, este es uno de los problemas más serios con los
cuales se contó durante este proyecto, debido a que en este punto, se presentaron
algunas fugas y la única manera de controlarlas era proporcionando mayor presión
al sello originando de esta forma un problema de resistencia al movimiento; para
esto se hallo un punto de equilibrio de manera empírica donde se permite que
cierta parte del gas salga la cual es sustituida de manera inmediata por una línea
de aire.
6. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR 6.1. Calculo de volumen de trabajo Las para determina el volumen de trabajo, primero se halla el volumen físico de
cada una de las pieza dentro de las cuales se encuentra contenido fluido de
trabajo.
IM – 2005 – 1 – 24
32
Ilustración 25. Volúmenes de trabajo. Volumen de pistón desplazador = 41484.6 mm2.
Área de cada una de las cámaras del bloque de desplazadotes = 1478.2 mm2
Longitud de la cámara = 150 mm
Volumen cámara de desplazador = 221730 mm3
Área del pistón de trabajo = 1134.1 mm2
Máximo desplazamiento = 35mm
Volumen en el pistón de trabajo = 39693.5 mm3
Es conveniente aclarar que los volúmenes físicos al interior de las dos cámaras
no es el mismo debido a que los pistones de trabajo se encuentran desfasados
180º uno respecto al otro.
Volumen total = 2٭ Volumen cámara de desplazador - 2٭ Volumen de pistón
desplazador + Volumen en el pistón de trabajo
Volumen total = 400184.3 mm3 o 400.2 cm3
IM – 2005 – 1 – 24
33
6.2. Torque estático
Es importante aclarar que al momento de tomar cada uno de los datos el sellos
mecánico se encontraba montado en el mecanismo; por que de no ser así,
muchos de los datos nos indicarían que el troqué necesario para comenzar a
mover el motor seria cero lo cual no es cierto desde cualquier punto de vista.
Ilustración 26. Configuración para medir torque estático.
Tabla 5. Valores del torque estático.
6.3. Potencia Teórica8 Para calcular la potencia teórica se empleo un programa que recibe datos de
entrada como temperatura zona caliente, temperatura zona fría, presión media;
para calcular los valores teóricos de Potencia de salida y velocidad de
funcionamiento.
8 Referencia [7]
IM – 2005 – 1 – 24
34
Este método de cálculo tiene fundamentos en la ecuación para cálculo de potencia
suministrada por motores de este tipo.
Pm: Presión media (Pa)
VSE: Volumen barrido en espacio de extensión (m3)
n: Velocidad del motor (rpm)
TE: temperatura del gas en la zona caliente (K)
TC: temperatura del gas en la zona caliente (K)
Ilustración 27. Condiciones de entrada.
IM – 2005 – 1 – 24
35
Ilustración 28. Valores teóricos obtenidos. 6.4. Especificación del lubricante9
Para lubricar el sistema de rodamientos de agujas se empleo el siguiente
lubricante ESSO 2T especial y el cual según el fabricante posee características
importantes en nuestro caso son:
• Buena protección al desgaste para una mayor vida del motor.
• La estabilidad térmica y el control de los depósitos.
• Buena protección a la corrosión por lo que se prolonga larga la vida del
motor.
Las especificaciones técnicas para este tipo de lubricante se mencionan en la
tabla que se muestra a continuación.
9 Referencia [6]
IM – 2005 – 1 – 24
36
Tabla 6. Propiedades del lubricante.
Esso 2T
Viscosidad, ASTM D 445
cSt @ 40º C 63
cSt @ 100º C 8.7
Índice de viscosidad , ASTM D 2270 110
Cenizas sulfatadas, % peso, ASTM D 874 0.05
Punto de congelación, ºC, ASTM D 97 -12
Punto de inflamación, ºC, ASTM D 92 132
Densidad @15º C kg/l, ASTM D 4052 0.878
7. SIMULACION TEORICA EN ANSYS La simulación teórica en Ansys consiste en un análisis característico del motor, en
particular de la distribución de temperaturas a lo largo del intercambiador, el
bloque de desplazadores y el bloque del motor. Para esto se introdujo en Ansys, el
ensamble de estas piezas. El análisis consiste en una simulación computarizada
de la distribución de temperaturas a lo largo de la geometría establecida
fundamentada en argumentos teóricos de Ansys.
IM – 2005 – 1 – 24
37
Ilustración 29. Parte de motor a analizar.
7.1. Programa Utilizado Para realizar esta simulación se utilizo el programa ANSYS Workbench 9.0
7.2. Tipo de elementos y número
En esta simulación se emplearon elementos de tres nodos. La cantidad de
elementos empleados en este motor fueron 21350 y el número total de nodos fue
de 35802.
7.3 Geometría enmallada
Ilustración 30. Geometría a enmallar.
IM – 2005 – 1 – 24
38
Tabla 7. Descripción del enmallado.
Pieza Material Nodos Elementos
Bloque de desplazadores Fundición gris 3017 1504
Intercambiador Acero estructura 23620 15033
Bloque de motor Acero Estructural 9165 4813
7.4. Características del material A continuación se describen las propiedades de los materiales utilizados en las
tres piezas que hacen parte de la simulación. Estos datos son proporcionados por
el software de simulación.
Tabla 8. Propiedades del acero. Name Value
Compressive Ultimate Strength 0.0 Pa
Compressive Yield Strength 2.5×108 Pa
Density 7,850.0 kg/m³
Ductility 0.2
Poisson's Ratio 0.3
Tensile Yield Strength 2.5×108 Pa
Tensile Ultimate Strength 4.6×108 Pa
Young's Modulus 2.0×1011 Pa
Thermal Expansion 1.2×10-5 1/°C
Specific Heat 434.0 J/kg·°C
Relative Permeability 10,000.0
Resistivity 1.7×10-7 Ohm·m
IM – 2005 – 1 – 24
39
Tabla 9. Propiedades de la fundición. Name Value
Compressive Ultimate Strength 8.2×108 Pa
Compressive Yield Strength 0.0 Pa
Density 7,200.0 kg/m³
Poisson's Ratio 0.28
Tensile Yield Strength 0.0 Pa
Tensile Ultimate Strength 2.4×108 Pa
Young's Modulus 1.1×1011 Pa
Thermal Expansion 1.1×10-5 1/°C
Specific Heat 447.0 J/kg·°C
Relative Permeability 10,000.0
Resistivity 9.6×10-8 Ohm·m
7.5. Condiciones de frontera Para el desarrollo de esta simulación se opto por tomar el bloque del motor como
elemento fijo (Fixed support), debido a que esta es la parte que se encuentra
sujeta al piso (Ver figura 28).
Ilustración 31. Condiciones de frontera.
IM – 2005 – 1 – 24
40
7.6. Condiciones de carga Se asumió una temperatura de 18 grados centígrados en la zona fría y una
temperatura de 900 grados centígrados en la zona caliente; condiciones máximas
que se pueden llevar acabo (Ver ilustración 28).
Ilustración 32. Distribución de temperatura. 7.7. Especificación de tipo de simulación
La simulación es de tipo Estado Estable ya que no tiene ninguna carga fluctuante
u oscilante, las cargas son definidas y estáticas en el tiempo. Esto debido a que se
introdujeron las temperaturas máximas a las cuales se somete el motor y estas no
dependen de una ecuación que determine su valor en el tiempo.
IM – 2005 – 1 – 24
41
7.8 Presentación de resultados
De esta simulación se esperaba observar la distribución de temperatura a lo largo
del motor (Ver ilustración 29). La temperatura máxima y mínima se presentó en el
intercambiador de calor y bloque del motor respectivamente, como era de
esperarse.
8. FUNCIONAMIENTO FINAL DEL MOTOR 8.1. Funcionamiento Para encender por primera vez el motor se utilizo gas propano el cual genera una
llama de aproximadamente 800 ºC (ver ilustración 33). Con esta fuente de calor el
motor funciono relativamente bien por un corto lapso de tiempo, aproximadamente
15 segundos. Una vez sucedido esto, el motor se detuvo por completo y en un
análisis de posibles fallas por las cuales se había detenido, se encontró que el
sello del Intercambiador se había perdido originando una despresurización de la
cámara en la cual se encuentra los pistones de trabajo.
Ilustración 33. Temperatura de la llama.
Las condiciones de funcionamiento nunca más se lograron recrear y el motor no
pudo volver a ser encendido de nuevo. En pruebas posteriores se presentaron
diversas clases de inconvenientes tales como fugas en los orificios de que se
utilizaron anteriormente para lubricar el sistema de yugos, en el sello mecánico; se
IM – 2005 – 1 – 24
42
presentaron atascamientos en los desplazadores por lo cual se volvieron a
construir, esperando que el motor encendiera de nuevo pero todo esfuerzo
realizado fue en vano.
Para el enfriador se uso agua a temperatura ambiente, y se lubricó el motor en su
totalidad con aceite para motores 2T.
El motor no presento mayores problemas relacionados con ruido generado por los
mecanismos prácticamente su operación es silenciosa.
8.2. Problemas de funcionamiento Uno de los principales problemas con los cuales me encontré al realizar este
proyecto fue la falta de paralelismo en las paredes del bloque de desplazadores,
por tal razón, a los pistones desplazadores no se les pudo dejar una tolerancia de
un milímetro o menos, debido a que si la tolerancia era bastante estrecha los
pistones se atoraban durante su recorrido.
Después de un tiempo prudente es de suponerse que el pistón de trabajo
comienza a tener problemas relacionados con fricción, debido a que la cámara
alcanza temperaturas por encima de los 150ºC, temperatura a la cual el lubricante
comienza a quemarse.
Este motor tiene como inconveniente practico que no es fácil de desplazar debido
a su gran peso. Además que por funcionar con gases o combustible se debe tener
gran cuidad en su manipulación si no se quiere tener un accidente.
IM – 2005 – 1 – 24
43
9. CONCLUCIONES
A lo largo de este proyecto se observaron una serie de inconvenientes los cuales
de una u otra forma retrazaron el correcto desarrollo del plan de trabajo planteado;
pero de igual forma se logro salir de estos percances para alcanzar los objetivos
planteados.
El principal problema que se presento en este motor Stirling, fue mantener sellado
un volumen constante de gas de trabajo al interior de las cámaras que componen
cada una de las zonas donde se encuentra el fluido de trabajo. Las altas presiones
que se pueden llegar a alcázar (80 Psi) para logran una mayor eficiencia originan
grandes inconvenientes en cada uno de los sellos, principalmente en los del
intercambiador de calor por las condiciones de temperatura a las cuales opera y el
sello mecánico el cual sufre de desplazamiento axial. Para contrarrestar estos
inconvenientes se recurrieron a diversa soluciones tales como aplicar diferentes
clases de sellantes y probar con diferente grosores de sellos realizados en
asbesto los cuales proporcionaban soluciones temporales, que se veían
completamente arruinadas cuando el motor alcanzaba su temperatura de
operación, hablando para el caso del intercambiador. Para evitar el
desplazamiento axial en el eje transmisor de potencia se empleo un rodamiento
que soporta cagar axial, el cual por medio de un buje contrarresta la fuerza que
ejerzan las bielas al moverse de manera axial. El objeto de este rodamiento es
disminuir los efectos mecánicos que se producían al desplazarse en eje cuando se
presurizaba la cámara de trabajo como desalineación en los yugos escoceses.
Según lo observado a lo largo de las pruebas que se llevaron acabo para lograr el
funcionamiento del motor se puede concluir, que el bloque de desplazadores debe
ser soldado al intercambiador de calor como única solución viable para eliminar las
fugas, ya que las soluciones planteadas solo proporcionaban un sellado temporal.
Para el caso del sello mecánico se deben implantar mecanismos que involucren
un mejor sellado y para esto se deben involucrar mejores materiales tales como
IM – 2005 – 1 – 24
44
cerámicos de ingeniería que no aporten restricción al movimiento combinados con
polímetros como el teflón que poseen un bajo coeficiente de fricción.
Los problemas que originaban restricción al movimiento de los mecanismos de
barras, se solucionaron mejorando las condiciones de rodadura entre las bielas y
las excéntricas de los pistones de potencia, de esta forma se disminuyo de forma
notable la oposición al movimiento que se daba en un principio en estos
mecanismos. Para ver como se comportan estos elementos se tomo una serie de
datos (torques estáticos, ver tabla 5) los cuales se esperaba comprobar de forma
experimental con la puesta en funcionamiento del motor pero debido a las razones
explicadas anteriormente no se pudo llevar acabo este experimento. Es importante
que los trabajos futuros en se haga énfasis en seguir disminuyendo el torque
estático ya que como se puede apreciar en la tabla # 5 hay ángulos en los cuales
todavía este torque es demasiado alto para motores de esta aplicación.
Otro factor en el que se debe pensar es en disminuir de forma radical el peso de
estos elementos para alcanzar mayores eficiencias ya que no se puede afectar
factores como la carrera del pistón para aumentar la eficiencia, esto debido a las
condiciones de entrada como son forma y geometría del bloque en donde se
encuentran alojados los pistones de trabajo.
Para el intercambiador de baja temperatura se encontró que no esta cumpliendo
con su función de manera correcta, ya que la temperatura de salida del agua
escasamente aumentaba 1 ºC, por lo cual la temperatura en la zona fría tiende a
aumentar con el tiempo, originado como consecuencia que el delta de
temperaturas no sea lo suficientemente alto como para alcanzar la potencia
deseada. Para mejorar esta situación se debe pensar en soluciones las cuales
originen un contacto directo del agua con las paredes de la zona fría para que de
esta forma se pueda extraer la mayor cantidad de calor posible.
IM – 2005 – 1 – 24
45
Como objetivo en los siguientes desarrollos que se realicen en este motor se de
debe corregir la desalineación que se presenta en los agujeros que hacen parte
del sistema de guías. Debido a que esta, en gran parte aporta una considerable
restricción al movimiento.
IM – 2005 – 1 – 24
46
10. RECOMENDACIONES
Como primera recomendación se deben cambiar los mecanismos de bielas
y excéntricas por materiales como aluminio, con el fin de disminuir
notablemente el peso del sistema. Para evitar que este material se deteriore
con el sistema de rodamientos se aconseja realizar unas pistas en acero el
cual fácilmente puede soportar el desgaste originado por el rodamiento de
agujas.
Buscar nuevas formas de sellar la cámara donde se encuentra el volumen
de trabajo ya se con maquinado en alguna de las piezas originando
interferencia o con alguna clase de sello resistente a temperaturas
superiores a los 600 ºC, ya que al alcanzar la temperatura de operación
cualquier tipo de sellador se encuentra totalmente deteriorado.
Remplazar el bloque de desplazadores debido a que por su mala geometría
se presenta espacios de volumen muerto relativamente grandes.
En lo posible tratar de conseguir un bloque de motor nuevo para corregir los
problemas de alineación que se presentan debido al mal maquinado de uno
de los agujeros guía.
Se puede pensar en reducir la masa del pistón de trabajo, hallando el área
efectiva de contacto con la camisa y obteniendo de esta forma un
superficie de contacto mucho menor, con la cual se puede reducir el troqué
necesario par mover el motor de manera significativa.
IM – 2005 – 1 – 24
47
11. REFERENCIA [1] http://revista.robotiker.com/articulos/articulo44/pagina1.jsp
[2] http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT2001/5000/5490thieme.html
[3] http://revista.robotiker.com/articulos/articulo40/pagina1.jsp
[4] GONZALEZ Hassing, Andrés, Ensamble y caracterización del motor Stirling
de 1/8 de H.P del departamento de ingeniería mecánica. Universidad de los
Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2004.
[5] http://www.her.itesm.mx/academia/profesional/cursos/fisica_2000/Fisica1/F%C3%AD
sica/ftema5_fri.html
[6] http://www4.esso.com/Colombia-Spanish/Lubes/PDS/GLXXS2PVLES2T.asp
[7] http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/academic/simple/simplee.htm
IM – 2005 – 1 – 24
48
12. BIBLIOGRAFIA
• Shigley, Joseph Edward. Mechanical Engineering Design. 7th ed. Cap 4,
McGraw-Hill series in mechanical engineering. USA 2004.
• Finkelstein, Theodor and Orange, Allan J. Air Engines. First edition.
ASME press, USA 2001.
• MEJIA Carvajal, Oscar Fernando, Diseño y construcción de un motor
Stirling de 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento de
Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000.
• CUELLAR Caicedo, Cesar A, Puesta a punto y medición del desempeño
del motor Stirling de 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento
de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000.
• GOMEZ Ceron, José Julián , Diseño e implementación de mejoras de un
motor Stirling, Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería
Mecánica, Bogota, 2002.
• BRETON Arbelaez, Daniel Alberto, Análisis, construcción y diseño de un
intercambiador de calor para un motor Stirling de 1/8 de H.P. Universidad
de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2003.
• GONZALEZ Hassing, Andrés, Ensamble y caracterización del motor
Stirling de 1/8 de H.P del departamento de ingeniería mecánica.
Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota,
2004.
IM – 2005 – 1 – 24
49
13. ANEXOS
IM – 2005 – 1 – 24
50
IM – 2005 – 1 – 24
51
IM – 2005 – 1 – 24
52
IM – 2005 – 1 – 24
53
IM – 2005 – 1 – 24
54