Motor Stirling

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Motor Stirling Cellere G. Jonathan M., Freire G. Tatiana E., Gallardo T. Milton D. [email protected] [email protected] [email protected]

Correspondencia:Ing.Bernis Correspondencia:Ing.Bernis,Ciencias ,Ciencias Exactas,Universidad Exactas,Universidad de las Fuerzas Armadas ’ESPE’, Sangolqu´  Sangolqu´  ı, Ecuador  Correo: [email protected] 

Recibido: 21 junio 2016 Aceptado: 28 de junio 2016

Resumen project it puts puts you a specia speciall interes interestt in the system system of data data acquis acquisitio ition n and processi processing, ng, which must Abstract —In this project comply comply with with string stringent ent charact characteris eristics tics as the freque frequency ncy and speed speed of informa informatio tion n transmi transmissi ssion on as well well as the ability ability to link with the program developed for the analysis and display of results. Also in the design combines the experimental phase and the theoretical simulation that provides an approximation ideal of behavior, to achieve adequate sizing. keywords— keywords— Acquisition, Analysis, Simulation

Resumen este proye proyecto cto se le pone pone especia especiall inter inter´es e´ s en el sistem sistema a de adquisici adquisici´on o´ n y procesa procesamien miento to de datos, datos, Resumen    —En este que debe cumplir cumplir con caracter caracter´ısticas ısticas rigurosas rigurosas como la frecuencia y velocidad velocidad de transmisi transmisi´on o´ n de la inform informaci aci´on o´ n as´ as´ı como la capacid capacidad ad de enlace enlace con el progra programa ma desarr desarrolla ollado do para para el an´ analisis a´ lisis y visual visualizac izaciion o´ n de result resultado ados. s. Tambi´ Tambien e´ n en el dise ˜  dise ˜  no se conjuga la fase experimental y la simulaci´ simulacion o´ n te´ teorica o´ rica que brinda una aproximaci´ aproximacion o´ n ideal del comportamiento, para logra un dimensionamiento adecuado. Palabras Clave — Clave — Adquisici Adquisici´on, o´ n, An´ Analisis, a´ lisis, Simulaci´ Simulacion o´ n

´ I NTRODUCCION

I.

En el siguie siguiente nte proyecto proyecto se dar´a a cono conoce cerr el motor motor Stirlin Stirling g es un motor de combusti´on on externa frente a los tradicionales motores gasolina o diesel de combustion o´ n interna que mueven los veh´ veh´ıculos. ıculos. El motor opera con una fuente de calor externa que puede ser incluso solar o nuclear y un sumidero de calor, la diferencia de temperaturas entre ambas fuentes debe ser grande. En el proceso de conversi on o´ n del calor en trabajo el motor de Stirling alcanza un rendimiento superior a cualquier otro motor real, acerc andose a´ ndose hasta el m aximo a´ ximo posible del motor ideal de Carnot.

con mayor claridad, claridad, el fen´ fenomeno o´ meno que permite al Stirling Stirling producir producir fuerza motriz. Este motor en la actualidad tiene que tener las siguientes caracteristicas: - Permite visualizar con facilidad el ciclo termodin´amico amico del motor Stirling - Es un equipo de f´acil acil transportac transportaci´ i´on on - Usa materiales y elementos del mercado local - Permite extraer informaci´on o n en tiempo real para su an´alisis. alisis.

I V. II.

O BEJETIVOS

Comprender Comprender el funcionamie funcionamiento nto del motor Stirling mediante mediante los conceptos y el funcionamiento para asi ver mejor sus utilidades en la industria.

•

Investig Investigar ar mas acerca del motor Stirling Stirling y sus utilidades. utilidades. Observar Observar como es el funcionamie funcionamiento nto del motor Stirling. Stirling.

III.

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•

Objetivos Especificos •

CICLOS DE MOTORES Hay diversos diversos ciclos de motores motores los que podemos nombrar son los suguientes:

Objetivo General •

D ESARROLLO DE  C ONTENIDOS

E STADO

•

DEL  A RTE •

Robert Stirling (1790-1878), invent´ invento´ este tipo de motor en 1816. Otra contribuci´ contribucion o´ n importante en el desarrollo de esta m´ maquina a´ quina automotriz la entreg´ entrego´ el genio franc´ frances e´ s Sadi Carnot (1796-1832), quien fue el primer cient´ cient´ıfico ıfico en realizar una interpretaci on o´ n te´ teorica o´ rica del funcionamiento de los motores t´ermicos, ermicos, estableciendo los principios f´ısicos ısicos que participan participan en su movimiento. movimiento. Esta teor´ teor´ıa ıa permiti´ permiti´o comprender

•

Ciclo Carnot: Se define ciclo de Carnot como un proceso c´ c´ıclico ıclico rever reversib sible le que utiliza utiliza un gas perfecto perfecto,, y que consta consta de dos transformaciones isot´ isotermicas e´ rmicas y dos adiab´ adiabaticas a´ ticas Ciclo Otto: Otto: es el ciclo termodin´ termodin´amico amico que se aplica en los motores de combusti´on on interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximaci´on on te´orica, orica, todo el calor se aporta a volumen constante. Ciclo Diesel: Diesel: es una idealizaci´ idealizaci´on on del diagrama del indicador de un motor Diesel, en el que se omiten las fases de renovaci´on on de la carg carga. a.,, y se asum asumee que que el fluido fluido termod termodin in´amico a´ mico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire. Ciclo Ericson: Ericson: En este ciclo termodin´ termodinamico, a´ mico, tambi´ tambien e´ n reversible y por por tant tanto o nos nos da el rend rendim imie ient nto o maxim a´ ximo o que que se pued puedee obte obtene nerr de la maquina, a´ quina, el fluido evoluciona evoluciona realizando realizando dos transforma transformacione cioness isotermas isotermas y dos isob´ isobaricas. a´ ricas. Ciclo Stirling: es un ciclo termodin´ termodinamico a´ mico del motor Stirling que busca obtener el m´aximo aximo rendimiento. Por ello, es semejante al ciclo de Sadi Carnot.

CICLO STIRLING Un ciclo termodin´a mico se basa en un conjunto de procesos cuya principal caracter´ıstica es la coincidencia entre en estado termodin´amico inicial y el final. El ciclo Stirling ideal, se basa en la capacidad de expansion ´ y compresi´o n que tiene el gas ideal al ser expuesto a una variaci on ´ de temperatura.

V.

T RABAJOS F UTUROS

Este motor puede aprovechar varios puntos en la industria es factible que en el futuro pueda ayudarnos a dar energia, a continuacion algunos de los puntos que se pueden aprovechar con este motor Stirling:   Refrigeraci´on   Aprovecha energias residuales oviles •  se usa en autom´ ıa solar •   Energ´ • •

VI.

C ONCLUSIONES

El motor Stirling es un ciclo termodin´amico que busca obtener el m´aximo rendimiento y eso ayuda al medio ambiente a tener menos contaminaci´on. •   Para la adquisicion de datos se utilizo un programa para que bote los datos cada vuelta que de este motor tomo vario tiempo hacer esto puesto que fallo varias veces por no tener el programa indicado. •

 ´   AN  ALISIS DEL CALOR Y TRABAJO Este ciclo se encuentra estructurado por cuatro estados termodin a´ micos, que dan origen a cuatro procesos, dos de los cuales son isot´e rmicos (a temperatura constante y los otros dos isoc´oricos (a volumen constante)   Proceso 1-2 adicio´ n de calor isot e´ rmico. Proceso 2-3 rechazo de calor isoc´orico. • Proceso 3-4 rechazo de calor isot´ermico. •   Proceso 4-1 adici´ o n de calor isoc´orico. on •   Regeneraci´ Eficiencia del ciclo ideal con regeneraci´on ideal. • • •

VII.

R ECOMENDACIONES

  Los estudios realizados en este trabajo sirven de base para el dise˜n o y construcci´o n de motores de mayor potencia que podr´ıan ser usados en el aprovechamiento geot e´ rmico. •   Se debe de utilizar un programa acorde a la obtencion de los datos que se va a necesitar ya que esto puede ser un problema al rato de hacer nuestra inestigaci´on. •

R EFERENCIAS

 ANALISIS:   Conservaci´on energ´etica ıa •   Entrop´ ıa •   Exerg´ •

TIPOS DE MOTORES  El tipo de motor que explicaremos es:

 ´    Donde encontra MODO DE ACOPLAMIENTO DEL PIST ON: ´ de dicho modo mos una clasificaci on   Alfa: Se compone de dos cilindros sellados y separados para zona fr´ıa y caliente. ´ n se efect u´ a mediante una conexio´ n entre •   Beta: La regeneraci o la zona fr´ıa y caliente del cilindro. • Gamma: Se compone de dos cilindros interconectados, uno para el pist´on y el otro para el desplazador. •

ADQUISICI  ´ ON DE DATOS Los sistemas de adquisici on ´ de datos permiten capturar una magnitud f ´ısica y transformarla en una senal ˜ el´ectrica. La se n˜ al el´ectrica es acondicionada y procesada con la ayuda de un micro-controlador, el cual se enlaza con un p o´ rtico del computador mediante un programa ´ de la magnitud f ´ısica. que permite la visualizaci on

-Gabaldon Felipe, (2000),Motores Stirling http://www.todomotores.cl/motores-stirling.htm -Venegas Julieta,(2002), Termodinamica http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica /estadistica/termodinamica/  stirling/stirling.html -Segura Reyna, (2011),Motor Stirling http://www.monografias.com/trabajos102/motor-stirling/  motor-stirling.shtml -Universidad de Sevilla,(2013), Ciclo Diesel http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo Diesel