MOTOR STIRLING
CYNTHIA CYNTHI A NAHOMY AYA AYA GONZALEZ 764214109
PRESENTADO: ING. RODRIGO QUINTERO REYES
UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA CUNDIN AMARCA INGENIERIA INGENIERIA INDUSTRIAL SOACHA 2015
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INTRODUCCION
Se dará a conocer el funcionamiento y elaboración de un motor Stirling, el cual en 1816 el reverendo escocés Robert Stirling lo invento con el objetivo de hacerlo menos peligroso con respecto a las máuinas de vapor! "l principio de este es el trabajo mecánico reali#ado por la e$pansión %cuando se calienta& y contracción %cuando se enfr'a& de un gas en un lugar cerrado! (or lo tanto para su funcionamiento es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos! "l motor cuenta con un mecanismo despla#ador ue hace ue el gas aire pase de la #ona fr'a a la #ona caliente y luego a la #ona fr'a nuevamente, produciéndose la tendencia a la e$pansión y su posterior contracción! (ero como estas variaciones de volumen no son posibles porue el ciclo se produce a volumen constante, se traducen en un aumento de la presión, y una posterior disminución de la misma! "sto es aprovechado por un embolo para producir potencia! ) para ue el ciclo se repita, el motor cuenta con un mecanismo inercial volante! *lgunas de sus muchas ventajas son la sencille# y versatilidad, diversidad de fuentes de calor para su funcionamiento %se puede uemar cualuier combustible para calentar el motor& y no hay e$plosión, por lo ue el motor es e$tremadamente silencioso y libre de vibraciones, además cuesta poco y es muy eficiente!
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O!ETIVOS G"#"$%&.
+isear un motor Stirling, ue funcione con el mayor rendimiento posible e identificar los factores y leyes ue implican su correcto funcionamiento! E'(")*+,)-'. •
•
• •
+emostrar ue con reutili#ación de materiales es posible crear un mecanismo el cual genere energ'a! -onocer uno de los tantos mecanismos ue permita generar energ'a a partir del calor! +eterminar ventajas y desventajas de su uso y elaboración! .dentificar las leyes termodinámicas ue act/an en el motor Stirling!
TALA DE CONTENIDO
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(/. •
0*R- 2"R.- 3
+escripción 3,6 -iclo Stirling 4 funcionamiento 8 2abla de variables termodinámicas •
0*R- 0"2+5.- 7
0ateriales 7,1,11, 19, 1: (aso a paso 1= •
-;-5
•
>.>5.R*?.*
MARCO TEORICO
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C,)&- S,$&,#/
"l ciclo Stirling es un ciclo termodinámico del motor Stirling ue busca obtener el má$imo rendimiento! "l ciclo Stirling ideal consiste de cuatro procesos termodinámicos ue act/an sobre el fluido de trabajo@ 1A9! -ompresión isotérmica del gas a la temperatura inferior! +urante este proceso se cede al e$terior una cantidad de calor a la fuente fr'a!
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9A:! *bsorción de calor a volumen !"l gas absorbe del regenerador una cantidad de calor Qr y aumenta su temperatura, lo ue provoca un aumento de presión!
:A=! "$pansión isoterma del gas a alta temperatura! +urante este proceso se absorbe calor de la fuente caliente!
=A1! -esión de una cantidad de calor Qr al regenerador a volumen constante, disminuyendo la temperatura del fluido!
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ráfico ue muestra el ciclo Stirling ideal con sus cuatro procesos!
#),-#%3,"#-
"l principio del funcionamiento es tan solo el calentar y enfriar un medio de trabajo, sea aire, helio, hidrógeno o incluso un l'uido %en este caso es aire&! -alentando ese medio provoca una e$pansión del mismo dentro del motor! "l medio se despla#a a otra parte del motor dónde es enfriado! *l enfriar el medio, el volumen se reduce de nuevo, ese cambio de vol/menes activa un pistón de trabajo el cual ejerce el trabajo del motor! "l motor es hermético por lo ue siempre se utili#a el mismo medio en un circuito cerrado %no hay escape del medio de trabajo&
TALAS TERMODINAMICAS
Sea n moles de un gas ideal diatónico % c vB 3R C9&, los focos f'o y caliente está a la temperaturas T 2 00 T 1450 , la presión y el volumen inicial del gas son respectivamente, p115 %3 y V 14 l , el gas se e$pande hasta duplicar su volumen V 2 8 l . "l n/mero de moles de gas es
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"n la tabla se proporcionan los datos de la presión, volumen y temperatura de cada vértice del ciclo!
"n la siguiente tabla se proporcionan los resultados del trabajo, calor y variación de energ'a interna!
Se absorbe 6Dln9 atmDl de calor del foco caliente durante la e$pansión isotérmica 1 Se cede =Dln9 atmDl de calor al foco frio durante la compresión isotérmica : del gas .nternamente, el motor de Stirling recicla el calor cedido 3 atmDl en el proceso isócoro 9 para emplearlo en el proceso isócoro =, mediante el denominado regenerador! "l rendimiento del ciclo es@
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MARCO METODOLOGICO
M%"$,%&"': • • • • • • • • • • • •
9 latas 1 codo de pvc %ᴓ1pul& 1 bomba *lambre 1 -+ "sponja bombril (egamento ultra grey 2ornillo de plástico -inta de enmascarar *licates 2ijeras >istur'
P%'- % (%'-: 1. 2omar las latas y reali#ar un orificio circular de 3cm de diámetro a una de
las latas, a la otra se le debe cortar la parte de encima! -omo muestra la siguiente imagen!
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2. Reali#ar un hueco del tamao del alambre en la parte de abajo y a los lados
de la primera lata!
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. *travesar un alambre a la esponja bombril y hacer un espiral por la parte de
abajo y la parte de arriba para ue la esponja no se salga!
4. -onstruir un cigEeal con alambre y con ayuda de los alicates, de la
siguiente manera
5. "nsamblar el cigEeal en los huecos reali#ados previamente a los laterales
de la primera lata! 6. "nsamblar el alambre ue está sujeto a la esponja bombril con el cigEeal
atravesándolo por el hueco reali#ado a la primera lata anteriormente en la parte inferior de la misma!
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7. ?ijar el pvc a la segunda lata y en ese mismo lugar, hacer un hueco de
apro$imadamente 1cm de diámetro!
8. ?ijar el globo al pvc y al mismo tiempo a un peda#o de alambre con ayuda
de una pie#a circular!
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9.
10. "nsamblar al lado opuesto del cigEeal el -+ con ayuda del tornillo de
plástico
11. 2erminar detalles finales!
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CONCLUSIONES
5a primera ley de la termodinámica es fundamental en el funcionamiento del motor Fla energ'a no se crea ni se destruye, solo se transformaG! "l funcionamiento del motor Stirling responde a principios termodinámicos simples, pero ue a la ve# hacen del mismo una mauina asombrosa! ;o hay mauina perfecta capa# de aprovechar la energ'a total de un sistema para la producción de trabajo, sin embargo el motor Stirling es el artefacto termodinámico ue más se ha acercado a esa perfección anhelada tanto en eficiencia como en consumo de energ'a debido a ue esta es aprovechada casi al 1H y con grandes prestaciones!
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Son much'simas las aplicaciones ue se le pueden dar a este tipo de motores tales como@ -onversión de la energ'a solar en energ'a eléctrica, submarinos, yates, enfriadoras, entre otras!
ILIOGRAIA
;*I*RR"2" -*S2.55, 0arco *ntonio! *plicaciones del motor Stirling! 0iistirling! 96! %en l'nea& Recuperado de@ http@CCladysnider13!blogspot!com!coC919C3CaplicacionesAdelAmotorA stirling!html ?"RR"R, Jngel ?lore! ?'sica estad'stica y termodinámica %motor Stirling&! %94&! Recuperado de @ http@CCKKK!sc!ehu!esCsbKebCfisicaLCestadisticaCtermodinamicaCstirlingCstirling !html
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MiNipedia! 0otor Stirling! %en l'nea& Recuperado de@ https@CCes!KiNipedia!orgCKiNiC0otorLStirling *nónimo! "l motor Stirling! :1 de 0ayo de 1778 %en l'nea&! Recuperado de@ http@CCKKK!cec!uchile!clCOroromanCcapL1Cstrlng1!htm *nónimo! +escripción del motor Stirling! Recuperado de@ http@CCKKK!todomotores!clCmotoresAstirling!htm
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