FUNCIONAMIENTO EL MOTOR STIRLING

La principal característica de este motor es que es alimentado por una fuente de calor externa. Por lo que se puede realizar ya sea con un proceso de combustion convencional (fosiles)

Es silencioso y no produce sustancias contaminantes mas que los que se usa como fuente de alimentacion.

El motor posee un compartimiento de gas (aire, helio, hirogeno, etc) que se divide en dos zonas una ria y una caliente.

El calor hace expandirse al gas que se encuentra en la zona caliente, que presiona de esa forma un pistón que a su vez mueve una manivela a la cual se encuentra enganchada una rueda. Al aumentar de volumen, el aire accede a la cámara fría, donde se contrae debido a la disminución de temperatura. Este hecho acciona el segundo piston.

Tipos de motor Stirling

Motores tipo alfa• No utiliza desplazador como en la

patente original de Stirling.• Fue diseñado por Rider en Estados

Unidos.• Consta de dos cilindros

independientes conectados por un tubo en el que se situa el regenerador (almacena y cede calor) ,el desfase entre los dos pistones hace que el aire, pase de un cilindro a otro calentándose, enfriándose y realizando el trabajo que permite el funcionamiento del motor

El ciclo termodinámico

se compone de dos procesos isotermos y de dos procesos isócoros, veamos lo en detalle:

Por ejemplo si partimos de la situación en la que el pistón desplazador se encuentra en la posicion más baja, el aire se encontrará por competo en la cámara fría del cilindro, supongamos pues que esas condiciones T1,V1 y P1

Ahora el pistón desplazador comienza subir y en consecuencia el aire comienza a ser enviado a la parte caliente del cilindro [isócara], se supone que este proceso se hace a volumen constante y por lo tanto cuando ya está todo el aire en la parte caliente las condiciones son V1, T2 y P2

P2

P3

P4

P1

V1 V2

T2

T1

El aire, al estar más caliente y con mayor presión comienza a generar un trabajo mecánico (isoterma), al expandirse su condiciones cambian a V2 , P3 y T2.

Llegado este punto el pistón desplazador envía de nuevo todo el aire a la parte fría del cilindro sin cambiar el volumen (isocara a V2 , T1 y P4). Por último volvemos al punto de partida del ciclo al comprimirse el aire manteniendo su temperatura. De esta manera comienza el ciclo de nuevo.

P2

P3

P4

P1

V1 V2

T2

T1

El diagrama Presión-Volumen aporta la ventaja de poder “ver” gráficamente el trabajo externo desarrollado por la máquina pues coincide con el área encerrada en el ciclo

El rendimiento de un motor térmico es la porción de energía calorífica que es transformada en energía mecánica.

Entendiendo que el calor es la energía que fluye entredos focos a distinta temperatura podemos poner pues que:

Lo ideal, evidentemente sería un motor con rendimiento 1 (esto es, del 100%) de manera que todo el calor se

transformase en trabajo y nada se “desperciciase”, sin embargo existe un principio físico que demuestra que esto es no sólo prácticamente sino también teóricamente imposible y a lo

máximo que se puede llegar en teoría es a tener un rendimiento de que sigue esta expresión:

h=1-

para que el rendimiento sea lo más próximo a 1 necesitaríamos llevar al infinito la

temperatura del foco caliente, lo cual es imposible. Por lo tanto nos tenemos que conformar con rendimientos menores del

100% siempre.