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Motor Stirling I




Funcionamiento del motor stirling:

El principio del funcionamiento del motor Stirling se basa en el aprovechamiento de los cambios de volumen del fluido como resultado de los cambios de temperatura que éste sufre. El fluido se desplaza de la zona caliente a la zona fría y viceversa realizando trabajo.


Ciclos termodinámicos:
Los ciclos termodinámicos permiten convertir el calor en trabajo por interacción con dos focos térmicos.


Expansión adiabática (B→C)- Se transfiere calor y el volumen se mantiene.
Compresión isotérmica (C→D)- La temperatura se mantiene y disminulle el volumen realizando un trabajo negativo.
Compresión adiabática (D→A)- Se transfiere calor y el volumen se mantiene.
Expansión isotérmica (A→B)- La temperatura se mantiene y aumenta el volumen realizando un trabajo positivo.


Tipos de motores Stirling:

TIPO BETA:
El motor original de Stirling era de este tipo. Consta de un solo cilindro, con una zona caliente (mediante un mechero de gas, alcohol etc.), una zona fría (refrigerada por aletas , agua etc.).




TIPO GAMMA:
Este tipo esta derivado del beta, pero es mas sencillo de construir. Consta de dos cilindros separados en uno de los cuales se sitúa el desplazador y en otro el pistón de potencia.

 
TIPO ALFA: 
Este tipo de motor no utiliza desplazador como en la patente original de Stirling, pero desde el punto de vista termodinámico el funcionamiento es similar.

Consta de dos cilindros independientes conectados por un tubo en el que se situa el regenerador que almacena y cede el calor, en cada uno de los cilindros hay un pistón que se mueve 90 grados desfasado respecto al otro.

Uno de los cilindros se calienta mediante un mechero de gas o alcohol y el otro se enfría mediante aletas o agua.

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 motor que hemos construido es de tipo alfa




Los materiales que hemos usado son:


-2 latas.
-Tubos de cobre.
-Dos botes de desodorante vacíos.
-Una lata de galletas.
-Un peso.
-Un eje de metal, un corcho y madera para la estructura.









 A continuación mostramos un video con el proceso de fabricación:


y una simulación de scratch con su funcionamiento:




Motor Stirling II

Para construir el motor Stirling necesitamos una lata, un vaso de cristal, un cigüeñal, dos CDs, un tubo de cobre y una base de madera.




Cortamos la lata por la mitad le incrustamos un eje y la sellamos. Metemos la lata en el vaso y tapamos todo con una tapa de metal con un agujero en el centro de unos 2 mm y uno mas grande entre el centro y el borde, donde irá un tubo de cobre. Cogemos la base de madera la recortamos de forma que queden al descubierto los agujeros y le pegamos un trozo igual en cada lado pero sin recortar. hacemos un cigueñal y lo incrustamos en la madera, cogemos un globo y lo ponemos en el tubo de cobre y le pegamos una tuerca con un eje, unimos los ejes al cigüeñal mediante palillos y articulaciones.




¿Por qué no nos funciona?

Creemos que nos nos funciona porque el cigüeñal es muy débil y no tiene fuerza suficiente para hacer bajar el globo, entonces se dobla. Podríamos arreglarlo cambiando el cigüeñal por otro más fuerte.

A continuación presentamos una simulación de scratch del funcioonamiento
 


  Nicolás González Patón & David García Allo