El motor Stirling
I.E.S. Leonardo da Vinci –Majadahonda-
LA MÁQUINA OLVIDADA RESCATADA PARA EL FUTURO
EL MOTOR STIRLING DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y ANÁLISIS EXPERIMENTAL
I.E.S. Leonardo Da Vinci Avda. Guadarrama, nº42 - 28220 Majadahonda -MadridTel.: 91 638 74 23 - Fax: 91 638 75 13 iesleonardodavinci@iesleonardodavinci.es http://www.iesleonardodavinci.es/ Tutor Raúl Baños raul_banos@hotmail.com Miembros del equipo (1º de Bachillerato) Carlos Llave Pablo Clausó Eduardo Matellanes Carlos Martínez-Abarca Concurso espacial INTA 2010
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Nota preliminar del tutor del proyecto: El
presente
dossier
pretende
ser
un
trabajo
no
sólo
de
investigación teórica sino también de experimentación práctica. Ha sido llevado a cabo por un grupo de cuatro alumnos de 1º de bachillerato durante un período de tres meses en el taller de tecnología y el laboratorio de física del instituto. El objetivo final ha sido el diseño, la construcción y el análisis experimental de una máquina térmica prácticamente olvidada desde principios del siglo XX y que en los últimos años ha resucitado como una de las posibles soluciones a los problemas energéticos mundiales. Dado el excepcional rendimiento del motor de aire caliente que ideó Robert Stirling, sus aplicaciones al mundo espacial son estudiadas por universidades y agencias como la NASA o la ESA como
alternativa
factible
para
solucionar
el
problema
de
abastecimiento energético en satélites y asentamientos humanos fuera de nuestro planeta. Una forma de producir energía de manera sencilla, barata, sin apenas mantenimiento técnico y con un magnífico poder para transformar la energía. El proyecto se completa con el diseño de una página web donde se ha incluido toda la información de este dossier además de un vídeo con el proceso de construcción de nuestro motor Stirling experimental, invitamos pues a los evaluadores de este trabajo a visitar nuestra web: www.proyectostirling2010.tk Raúl Baños
Concurso espacial INTA 2010
El motor Stirling
I.E.S. Leonardo da Vinci –MajadahondaIndice
1.
Introducción
2.
Historia.
3.
Principios de funcionamiento.
4.
Tipos de motores de aire caliente.
5.
Aplicaciones pasadas, actuales y futuras.
6.
Construcción de un motor gamma Stirling.
7.
Datos experimentales.
8.
Conclusiones y bibliografía.
1. Introducción. El fenómeno físico de la expansión del aire caliente fue ya utilizado en tiempos de los egipcios para desarrollar trabajo mecánico, accionando de esta manera trampillas, puertas y pesadas cargas, pero fue en la revolución industrial cuando las máquinas llamadas “térmicas” se estudiaron, desarrollaron y aplicaron de manera general. El Motor Stirling objeto de nuestro estudio es un tipo de motor térmico y como tal, genera trabajo mecánico
a
partir
de
la
diferencia
de
temperaturas entre dos focos. La actual preocupación medioambiental y la cada vez más acuciante escasez de recursos energéticos de carácter fósil ha hecho que se haya rescatado del olvido este genial artilugio como una de las posibles soluciones a tales problemas dado su excepcional rendimiento.
2. Historia. Robert Stirling fue un clérigo Escocés que, heredando el interés de su padre por la ingeniería, diseñó en 1816 un motor térmico que funcionaba sin peligro de las explosiones y quemaduras que tenia la maquina de vapor. Posteriormente sería el francés Sadi Carnot el que hiciera una interpretación teórica de su funcionamiento para comprender el Concurso espacial INTA 2010
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fenómeno de producir fuerza motriz partiendo del calor que fluye entre dos focos a distinta temperatura. Si bien en potencia no podía competir con la, famosa por entonces, máquina de vapor, era el motor de Stirling una máquina mucho más sencilla, barata y segura y se aseguró un campo de aplicación allí donde la fuerza no fuera un factor tan decisivo diseñándose así ventiladores y bombas de agua basadas en el principio de la expansión y la compresión del aire. 3. Principios de funcionamiento. El principio básico del funcionamiento del motor ideado por Stirling es calentar y enfriar un medio de trabajo, ya sea aire, helio, hidrógeno o incluso alguna clase de líquido. Al calentar el medio
de
trabajo,
conseguiremos
que
incremente su volumen, y se aprovechará ese movimiento para desplazar una parte del motor. Posteriormente, enfriaremos de nuevo el medio de
trabajo,
reduciendo
su
volumen,
y
consiguiendo que el motor vuelva a la posición inicial. El motor trabajará siempre con el mismo medio de trabajo, por lo que el motor debe ser hermético. Imagen: http://www.moteur-stirling.com
En nuestro diseño, aplicamos calor en la parte inferior, y frío en la parte superior a un recipiente hermético que contiene el medio de trabajo (aire), y un pistón desplazador, para mover el aire de una zona del recipiente a otra. Al aplicar calor a la base del recipiente, y con el pistón desplazador en la parte opuesta (arriba), aumenta la temperatura del aire, por lo que según la ley general de los gases aumenta la presión, empujando una superficie elástica, mediante la cual conseguiremos movimiento. Este movimiento de la superficie elástica se transmitirá a un cigüeñal, que a su vez irá conectado al pistón desplazador con en ángulo de noventa grados, de forma que, al subir la superficie elástica el pistón desplazador baje y desplace el medio de trabajo de la parte caliente del recipiente a la parte fria, lo que hará que disminuya el volumen y la presión del medio de trabajo, por lo que la superficie elástica volverá a su estado inicial, completando el recorrido del cigüeñal. Al volver a la posición inicial, volverá a subir el pistón desplazador, desplazando el medio de trabajo de nuevo a la parte caliente del recipiente, aumentando Concurso espacial INTA 2010
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su volumen, la presión, y repitiendo el proceso. El ciclo termodinámico del motor de Stirling visto en la gráfica de presión contra volumen, se compone de dos procesos isotermos (se mantiene constante la temperatura) y de dos procesos isócoros (se mantiene constante el volumen), veamoslo en detalle:
Si partimos por ejemplo 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 son de temperatura T1, volumen V1 y presión P1. Ahora el pistón desplazador comienza subir y en consecuencia el aire comienza a ser enviado a la parte caliente del cilindro [trazo A, isócoro], 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 de volumen V1, de temperatura T2 (mayor que T1) y de presión P2 (mayor que P1). El aire, al estar más caliente y con mayor presión comienza a expansionarse generando trabajo mecánico [trazo B, isoterma], al expandirse su volumen pasa a ser V2 (mayor que V1) y su presión desciende a P3 sin embargo mantiene su temperatura T2. Llegado este punto el pistón desplazador comienza de nuevo su recorrido descendente y envía de nuevo todo el aire a la parte fría del cilindro sin cambiar el volumen V2 [trazo C, isócoro], la temperatura baja a T1 y la presión a P4. Por último volvemos al punto de partida del ciclo al comprimirse el aire manteniendo su temperatura T1 y reduciendo su Concurso espacial INTA 2010
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volumen a V1 y con presión P1 [trazo D, isoterma]. De esta manera comienza el ciclo de nuevo. 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 (al multiplicar presión por volumen las unidades físicas resultantes son de trabajo). Cuanto mayor sea el área del ciclo mayor es la potencia del motor de lo que se puede deducir que a mayor diferencia de temperaturas entre los focos mayor es la distancia entre las dos isotermas y por lo tanto mayor es la potencia del motor, esto es precisamente lo que queremos demostrar en nuestro experimento que posteriormente describiremos. 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 entre dos focos a distinta temperatura podemos poner pues que:
η =
W Qc
donde W es el trabajo obtenido y Qc el calor que fluye del foco caliente al frío (en el gráfico Qf es la parte del calor que llega al foco frío y que no puede ser transformada en trabajo).
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 η = 1 − T f Tc teoría es a tener un rendimiento de que sigue esta expresión: donde Tf y Tc son las temperatura del foco frío y caliente respectivamente (* omitimos demostración de ello por escaparse a nuestro nivel de física y matemáticas). Como es obvio deducir, 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. El motor Stirling, al menos en teoría, es capaz de alcanzar este rendimiento máximo y es ahí donde radica su verdadero valor de aplicación. Concurso espacial INTA 2010
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4. Tipos de motores de aire caliente. Todos los motores Stirling tienen un funcionamiento similar, pero se pueden clasificar en diferentes tipos según la posición del pistón de potencia y el desplazador. Los tres grupos en los que se pueden diferenciar estos motores son: -
Motores de tipo beta: Este tipo de motor fue el diseño original que hizo Robert Stirling. Consta de un cilindro con dos zonas, una caliente y otra fría. En el interior del cilindro también se encuentra un desplazador que posibilita el movimiento de aire, y concéntrico con este, se encuentra el pistón de potencia, que está desfasado a 90º respecto al desplazador. Este tipo de motor es el más eficaz, pero también el más complejo y voluminoso.
Imagen: http://web.mit.edu
-
Motores de tipo alfa: Este motor fue diseñado por Rider. Este tipo, a diferencia del tipo beta, tiene dos cilindros, uno donde se sitúa la zona fría, y otro donde se sitúa la caliente. En cada cilindro, hay un pistón que está desfasado a 90º del pistón del otro cilindro. Los cilindros están conectados entre sí por
un
cigüeñal, que
hace
que
la
relación
potencia/volumen sea bastante alta. El mecanismo de este tipo de motor es bastante sencillo, pero es complicado que no se escape el aire, sobretodo en el cilindro caliente, ya las altas temperaturas deterioran los materiales. Imagen: www.wikipedia.com
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Motores de tipo gamma: Este motor es muy parecido al de tipo beta, pero es más sencillo de construir. Lo que diferencia al beta y al gamma es que el gamma tiene el pistón de potencia y el desplazador en diferentes cilindros, que están desfasados a 90º. Los dos cilindros están unidos por un cigüeñal. Este motor es más sencillo, pero su potencia es menor que la de tipo beta. Imagen: www.todomotores.cl
- Motor Ringbom: En 1905 Ossian Ringbom inventó un motor derivado del de tipo gamma, con una simplicidad mayor, pues el pistón desplazador no está conectado con el de potencia, sino que oscila libre movido por la diferencia de presiones y la gravedad. Posteriormente se fueron descubriendo pequeñas modificaciones en el motor Ringbom original, que posibilitaba un motor muy simple y tan rápido como cualquiera de los motores clásicos (alfa, beta, gamma). - Motor de pistón líquido: En este tipo de motor se sustituye el pistón y el desplazador por un líquido. Está formado por dos tubos rellenos de un líquidos; uno de los tubos actúa de desplazador y otro actúa de pistón. Requiere unos cálculos complicados, y en algunos casos es necesario un tercer tubo llamado sintonizador. -Motor Stirling termoacústico: probablemente es la evolución última de este motor en el que se simplifica al máximo la mecánica del mismo. No existe el pistón desplazador y por lo tanto carece del sistema de acoplamiento entre los dos pistones del motor original. Funciona gracias a ondas de presión que se generan en el cilindro de gas, de ahí el nombre de “acústico”, merced al calor suministrado en el foco caliente. Concurso espacial INTA 2010
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5. Aplicaciones. Aplicaciones inciales del motor Stirling: nació como competencia a la máquina de vapor, ya que intentaba simplificarla se aplicó en principio a máquinas que requerían poca potencia ventiladores o bombas de agua. Perdió el interés después del desarrollo del motor de combustión interna y se ha retomado el interés estos últimos años debido al gran número de características favorables que presenta, en concreto su elevado rendimiento. Coches
híbridos:
En
el
sector
del
automóvil, se han efectuado muchas investigaciones y se ha invertido mucho dinero.
Sin
embargo,
los
resultados
obtenidos no son los esperados. Una de las
mayores
dificultades
para
utilizar
motores Stirling en vehículos es que son muy
lentos
y
que
no
reaccionan
inmediatamente (cuando te montas en el coche, éste no arranca hasta pasados unos segundos). La solución puede pasar por construir coches híbridos que utilicen un motor Stirling, no acoplado directamente a las ruedas, sino acoplados a un generador eléctrico que a su vez cargue las baterías del coche.
Aplicaciones aeronáuticas: Se estudia la posiblidad de incorporar motores Stirling aplicados al mundo de la aviación, al menos en teória sus ventajas serían las siguientes:
-Es un motor silencioso lo cuál permite un viaje más cómodo para los viajeros y menos contaminación acustica para los alrededores.
-Emite muchas menos vibraciones puesto que no hay explosión en los cilindros. Y también debido a eso el combustible del motor pudría ser mucho menos inflamable y peligroso en caso de accidente.
-Ya hay estudios que demuestran que a mayor altitud mejora su potencia. A mayor altura Concurso espacial INTA 2010
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la densidad del aire es menor igual que el rozamiento de la nave, pero los motores convencionales pierden potencia por culpa de que no cogen aire suficiente para realizar la combustión, los motores Stirling no tienen ese problema. A esto hay que sumar el hecho de que alturas mayores, menor es la temperatura del aire y por lo tanto, la diferencia de temperatura entre focos del motor se incrementaría, aumentando así su rendimiento y potencia.
Aplicaciones en barcos y submarinos: El motor Stirling es aplicable a los sistemas de Propulsión en el campo del submarinismo, en concreto la discreción, como problema principal de los submarinos convencionales. Esta es la principal preocupación de los países que construyen este tipo de unidades. Su funcionamiento básico consiste en la transformación de calor generado externamente en fuerza mecánica y luego en energía por medio de generadores. En 1988 fue probado operativamente y cumplió satifactoriamente con las exigencias requeridas para la zona de operaciones en un mar. A partir de
esa
fecha
el
motor
Stirling
ha
sido
incorporado
en
las
nuevas
construcciones. Aplicaciones energéticas: No obstante el verdadero futuro de aplicación del motor de Stirling está en aprovechar su característica más notable: su rendimiento. Por ello precisamente, este tipo de máquina térmica es un magnífico conversor de unos tipos de energía en otros, en particular resulta muy eficiente para transformar la energía radiante solar en energía eléctrica usando un alternador o dinamo como elemento intermedio: Si disponemos de una superficie que colecte los rayos solares en forma de espejo orientable, será muy fácil hacer llegar el calor a la cámara caliente del motor y éste se pondrá a funcionar. Al no haber combustión no existe índice de contaminación (gran ventaja contra otros motores). Sin ir más lejos, en la Plataforma Solar de Almería, se han construido equipos experimentales y demostrativos de gran rendimiento. conocidos como Distal y EuroDISH formados por grandes discos parabólicos que reflejan y concentran el Concurso espacial INTA 2010
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sol hacia un motor Stirling. Motores Stirling en el espacio: La NASA quiere construir una base en la Luna que dure, sea estable y capaz de mantenerse por sí misma. Para ello lo más indicado sería utilizar energía nuclear ya que esta es ligera y compacta, pero es imposible construir un reactor nuclear en la Luna. En el Centro Espacial Marshalld de la NASA los científicos e ingenieros han estado trabajando en cómo encontrar una fuente de energía fiable y que se pueda utilizar en nuestro satélite. Dado que en este centro hay una instalación que permite investigar el calor que se produce desde un reactor nuclear a un generador eléctrico, los cientificos han experimentado el uso de un motor Stirling que permite que la energía calorífica se transforme en trabajo mecánico. Lo que los científicos quieren con esto es que este motor stirling acompañado de un reactor nuclear reducido que se basa en la fisión, produzcan unos 40 kilovatios de energía suficiente para alimentar a la base lunar. La idea de la NASA se hará realidad a principios del año 2012. De la misma manera las agencias espaciales trabajan en la aplicación del motor Stirling en satélites que solucionen sus problemas energéticos en órbita incluyéndolos como elemento intermedio de transformación de la energía entre un reactor de fisión nuclear y el alternador eléctrico. Ciclo inverso: El ciclo de refrigeración Stirling es el inverso del motor de aire caliente: mientras que en el motor, una diferencia de temperatura entre dos focos se traduce en movimiento, en el refrigerador ocurre precisamente lo contrario: mediante trabajo mecánico aplicado al dispositivo Stirling se logra conseguir una diferencia de temperaturas entre dos focos. Las aplicaciones en este campo son numerosas: -Medio para enfriar equipos electrónicos e imanes superconductores en investigación. -Secado de materiales por congelación. -Medio enfriador para licuar helio, hidrógeno y nitrógeno. -Aparatos de refrigeración varios (containers para trasladar productos congelados).
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I.E.S. Leonardo da Vinci –Majadahonda6. Construcción de un motor gamma Stirling.
Planos
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Plan de construcción. Para construir este motor Stirling hemos dividido el trabajo en dos etapas: Primera: diseñar y montar una estructura de metal que sea óptima para situar el motor y que soporte cada una de las piezas. Como se puede observar en la imagen la estructura está formada por una base alargada de 10 cm de ancho y 30 cm de largo, y otra pieza similar colocada verticalmente en medio de la base. Estas piezas no están compuestas de una sola unidad,sino que hemos utilizado varias piezas más pequeñas unidas con tornillos y tuercas para formar otras más grandes. Segunda, ha sido formar las unidades principales como: -El pistón desplazador, que está compuesto principalmente por cartón y una varilla de aluminio. -El bote, al que hemos incorporado un agujero en el lateral para que pase el tubo de pvc que lo conecta con el pistón de trabajo y le hemos puesto una tapa con un orificio en el centro para que pase la varilla de aluminio uniendo finalmente la tapa y en bote con cinta aislante. -El pistón de trabajo: el “mecanismo del globo” que dispone de un recipiente cilíndrico y sin tapa de 10 cm de diámetro con un orificio en el centro de la parte de abajo por el que entra el tubo que une el bote y este pistón, de un globo y una varilla de madera que va pegada al centro del globo, haciendo de enganche entre el globo y el cigüeñal. -El cigüeñal, que consiste en una varilla de aluminio que hace de eje de: una pieza metálica y circular de la que sale una varilla más corta que tiene una polea donde una cuerda de algodón la une con la varilla que sale del bote y ; y otra pieza metálica circular similar a la anterior pero más pequeña, que une mediante una varilla de madera en globo con el cigüeñal. -El volante de inercia: es un listón de DM de 30 cm con una pila en uno de los extremos que hace de contrapeso. Por último hemos unido todas las piezas: situando el bote en la base de la estructura metálica, fijándolo con alambre para que no se mueva con el Concurso espacial INTA 2010
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desplazamiento del pistón. Después hemos pegado con pegamento termofusible el pistón de trabajo a un soporte situado en el lado opuesto del bote. Más tarde hemos situado el cigüeñal encima de las dos partes anteriores, fijándolo en la parte más alta de la estructura. Usando una cuerda de algodón se une el pistón desplazador con el cigüeñal, y con una varilla de pvc hemos unido el pistón de trabajo con el cigüeñal por el otro extremo. Todas las uniones de la estructura y del cigüeñal se han hecho con tornillos y tuercas, las uniones del bote con masilla, la fijación del pistón de trabajo con la estructura con pegamento termofusible, y la varilla de pvc y el globo con pegamento
de
contacto.
Un
aspecto
constructivo
muy
importante
y
fundamental es el desfase entre los dos pistones de la máquina, en la siguiente gráfica lo hemos representado: en azul está representado el movimiento del pistón desplazador y en rojo el movimiento del pistón de potencia; como se ve, ambos movimientos han de estar desfasados 90º.
Constructivamente hemos cuidado que el pistón desplazador sea lo más ligero posible, que el globo no esté demasiado tenso. El volante de inercia, por su parte ha de ser lo bastante pesado como para perpetuar el movimiento pero no tanto como para impedirlo.
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Hoja de materiales
Para la estructura: 50 tornillos 52 tuercas 1 bote de aluminio Planchas perforadas de acero (mecano) 1 manguera de plástico 1 tubo rígido de PVC 2 poleas 1 cuerda 1 listón de DM (36 cm.) 1 goma 1 pila (contrapeso) 3 varillas roscadas alambre Para la base: 3 tablas de aglomerado
Para los pistones: 1 varilla de aluminio de 2mm diám. cartón papel de aluminio 1 tapón de PVC 1globo Acabados: cinta aislante pintura (roja y plateada) lubricante masilla pegamento termo fusible Herramientas: tijeras alicates (universal y de corte) pistola termo fusible martillo taladradora destornillador llave fija llave inglesa reglas termopar tacómetro láser
Problemas encontrados Al construir nuestro motor Stirling encontramos una serie de fallos que tuvimos que ir solucionando. El primero de ellos fue que utilizamos un diseño en el que había mucho rozamiento. Más tarde tuvimos que cambiar la estructura varias veces. Otro problema fue que pusimos un volante de inercia muy pequeño y que pesaba poco por lo que no realizaba bien su función. También el bote estaba mal fijado y se movía. Otro problema que tuvimos que solucionar fue que el pistón desplazador se desintegró por las altas temperaturas y debido al material utilizado que también tuvimos que cambiar. Uno de los grandes inconvenientes fue que el aire se escapaba y tardamos bastante en darnos cuenta dónde estaba la fuga. También tuvimos que lubricar el orificio por el cual pasaba la varilla del pistón desplazador. Lo último que Concurso espacial INTA 2010
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tuvimos que cambiar fue la unión entre el cigüeñal y la varilla del pistón desplazadorera metálico y pesaba mucho por lo que decidimos sustituirlo por una polea. 7. Datos experimentales. Descripción del experimento: Nuestro objetivo es demostrar experimentalmente la relación entre la diferencia de temperaturas entre los focos de la máquina térmica y la potencia desarrollada, es decir, su velocidad. Materiales e instrumentos: Motor Stirling experimental, camping-gas de propano, tacómetro láser, termómetro digital para altas temperaturas, termómetro de mercurio con rango -10ºC – 50ºC, cronómetro y soportes. Procedimiento: Tomar muestras de los instrumentos de medida cada 15 segundos a medida que la temperatura de los focos de la máquina va cambiando. Resultados: Tabla de datos Muestreo cada 15 s. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
Temperatura del foco caliente (ºC) 20,8 28,9 35,7 46,8 57,9 66,7 80 91,5 100 108 118 129 138 145 154 155 161 164 169 171 172 178 175 181 188 187 195 218 219 217 220 221 230 231 230 223 227 234 236 239 240 230 225 220 216 209
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Temperatura del foco frío (ºC) 5 5 5 5 5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 6 6 6 6 7 7 7,5 7,5 8 9 10 10 10,5 10,5 11 14 15 16 17 11 10 11 11 15 17 18 19 20 21 22 24 24 24 24 24
Difeencia de temperaturas 15,8 23,9 30,7 41,8 52,9 61,2 74,5 86 94,5 102,5 112,5 123 132 139 148 148 154 156,5 161,5 163 163 168 165 170,5 177,5 176 181 203 203 200 209 211 219 220 215 206 209 215 216 218 218 206 201 196 192 185
Velocidad de giro (r.p.s.) 0 0 0 0 0 55 64 66 70 81 85 95 98 100 101 102 102 101 100 106 110 110 108 111 112 117 123 123 125 121 123 124 125 125 124 120 124 123 120 121 122 103 99 88 0 0
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Temperatura de foco caliente / Velocidad de giro 300
250
ºC / rps
200
150
Temperatura del foco caliente (º C) Velocidad de giro (r.p.s.)
100
50
0 2 1
4 3
6 5
8 7
9
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Muestreo cada 15 s.
Diferencia de temperatura - Velocidad de giro 250
200
ºC / rps
150
100
50
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
Muestreo cada 15 s.
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8. Conclusiones y bibliografía Tal y como muestran los datos experimentales, la diferencia de temperaturas es el factor fundamental en la velocidad del motor. A más diferencia de temperaturas, mayor es el áera del ciclo termodinámico en la gráfica P-V y por lo tanto mayor es el trabajo desarrollado, trabajo que se invierte en aumentar la
energía
cinética
del
motor,
esto
es,
su
velocidad.
Como puede comprobarse en la gráfica, hemos detectado experimentalmente la diferencia de temperaturas "umbral" a partir de la cual el motor comienza a moverse. Conforme la diferencia de temperaturas entre focos va aumentando, la velocidad del motor aumenta lentamente. Fuentes: http://www.todomotores.cl http://www.ecotec2000.de http://www.moteur-stirling.com http://personales.able.es/jgros/ http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/howwork.htm http://auto.howstuffworks.com/stirling-engine2.htm http://www.wikipedia.org http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/maquinastermicas/index.html http://www.youtube.es (varios vídeos explicativos) http://ventanadelaciencia.blogspot.com/2007/12/el-motor-stirling-en-aplicaciones-de.html
Vídeo de nuestro proyecto: www.proyectostirling2010.tk
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