El documento describe el motor Stirling diseñado por Robert Stirling en 1816, el cual funciona mediante la expansión y contracción de un gas debido a cambios de temperatura. Explica que Sadi Carnot luego hizo una interpretación teórica de su funcionamiento. Describe las diferentes configuraciones del motor Stirling (alfa, beta y gamma) y cómo se produce el movimiento a través del émbolo y desplazador.

2. 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
fenómeno de producir fuerza motriz
partiendo del calor que fluye entre dos
focos a distinta Temperatura.

3. Estudia las diversas manifestaciones de la energía y la transformación
de un tipo de energía en otro.
En el proceso Stirling observamos cambios
de energía en un medio gaseoso.
El gas en el cilindro
experimenta diferentes
cambios de estado y
vuelve al estado inicial.
Este
proceso
se
denomina ciclo.

4. En el caso de la máquina Stirling,
es el volumen de gas en el
cilindro limitado por el pistón

6. Incremento de temperatura => Incremento de presión dentro del cilindro => Expansión
del gas
 El embolo es empujado hasta su posición final

7. Refrigeración => presión disminuye=> contracción del gas
 El embolo vuelve a su estado original

9. Se agrega un volante y un desplazador, uniendo el émbolo y el desplazador al
volante.

10. El desplazador producirá el
movimiento del motor debido
a la expansión del gas.
Al
producirse
los
proceso de expansión y
contracción del gas
forzará al émbolo a
moverse ocasionando
el giro de la volante,
con lo cual se consigue
que
el
“cambio
volumétrico”
se
transforme
en
movimiento.
El desplazador es el
elemento que facilita el
desplazamiento del aire
hacia las zonas deseadas:
zona de calentamiento y
zona de enfriamiento de
forma cíclica por cada
revolución del volante.

11. Ciclo ideal de
stirling:
1-2
se realiza una compresión isotérmica a la
temperatura más baja, se extrae calor al
ciclo.
2-3
Se obteniene un proceso isométrico
aumentando la presión sin cambiar el
volumen, elevando su temperatura de
Tmin a Tmax.
3-4
Se realiza una expansión isotérmica a la
temperatura superior, en este proceso se
le entrega calor externo a la sustancia de
trabajo.
4-1
Se obtiene un proceso isotérmico,
disminuyendo la presión a un volumen
constante.

12. 1-2
2-3
3-4
4-1

14. Configuración alfa:
Consta de dos cilindros independientes unidos mediante un ducto; este
tipo de motor stirling no tiene desplazador, pero tiene dos pistones
desfasados 90º. Uno de los cilindros se calienta mediante suministro de
calor y el otro se enfría mediante aletas o agua.

15. Configuración beta:
En este tipo, el pistón y el desplazador están en el mismo cilindro, por eso tiene poco
volumen muerto, y, por lo tanto, es el de mayor potencia específica de las tres
configuraciones. Existe una holgura entre el desplazador y el cilindro para permitir el
paso del gas de la zona caliente a la fría y viceversa. Su desventaja está en su
fabricación, porque ésta es muy complicada y requiere de bastante precisión.

16. Configuración gama:
Este tipo es derivado de la configuración beta, pero más sencillo de construir. Consta de
dos cilindros separados, en uno de los cuales se sitúa el desplazador y en el otro el
pistón de potencia. Es el de menor potencia específica debido a su gran volumen
muerto.

17. Existen perdidas en el motor de striling “real” debido a radiación térmica,
convección y fricción, que reducen la eficiencia termodinámica ideal ηth

19. La potencia térmica extraída del agua refrigerante: PQ =Cw ρw Φw ∆Tw
calor específico del agua: Cw,
densidad del agua: ρw,
flujo de agua refrigerante: Φw = ∆V/∆t
diferencia de temperatura del agua refrigerante de entrada y de salida:
∆TW).

20. A esta forma de generación de energía eléctrica, con un motor Stirling utilizando
paneles solares, se le llama “Dish Stirling Engine”. Uno de los futuros usos del motor
Stirling en el mundo será para la generación de energía eléctrica.

21. GRACIAS POR SU ATENCIÓN