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Motores de ciclo Stirling

 

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El interés de esta página es   difundir los motores de ciclo Stirling entre las comunidades de habla hispana.

 

Introducción

En 1816 el reverendo  Escocés Robert Stirling patentó un motor que funcionaba con aire caliente. La patente de este motor era el final de una serie de años intentando simplificar el motor de vapor. Stirling consideraba demasiado complicado calentar agua en una caldera, producir vapor, expansionarlo en un motor, condensarlo y mediante una bomba introducir de nuevo el agua en la caldera.

Además de complicado, dada la tecnología de aquellos tiempos las calderas de vapor eran peligrosas ya que explotaban con facilidad.

El motor de Stirling realizaba los mismos procesos de calentamiento y enfriamiento de un gas, pero todo dentro del motor y el gas era aire en vez de vapor de agua, por lo que el motor no necesitaba caldera. Este tipo de motores fue bastante utilizado en su época, sobre todo para pequeñas maquinas de uso domestico tales como ventiladores, bombas de agua etc.., su potencia especifica no era muy elevada pero su sencillez y silencio eran magníficos.

 

Como funciona un motor de Stirling

Imaginemos un tubo de ensayo en el que hemos introducido unas canicas, hemos puesto un tapón y mediante un tubo de silicona lo hemos conectado con un pequeño globo.

Si calentamos un extremo del tubo de ensayo por ejemplo con un mechero de alcohol, tendremos dos zonas una fría y otra caliente en el tubo.

Si las canicas están en la zona caliente, el aire del interior del tubo estará en la zona fría y el globo se mantendrá desinflado.

 

MVC-003S.JPG (13192 bytes)

Si inclinamos el tubo de modo que las canicas pasen al otro lado, el aire deberá pasar a la zona caliente y por lo tanto se calentará aumentando su temperatura y su presión con lo que el globo se hinchará y podrá realizar un trabajo.

MVC-004S.JPG (14123 bytes)

Si volvemos a inclinar el tubo en sentido contrario las canicas volverán a la zona caliente y el aire a la zona fría con lo que se volverá a enfriar y el globo se desinflará.

Mediante un mecanismo tan sencillo, calentando y enfriando aire se puede hacer un motor. Si quieres verlo pulsa en este texto

Un  motor construido así no es muy eficaz, ya que el calor gastado en calentar el aire se utiliza en producir un trabajo (inflar el globo) pero se pierde al enfriar el aire cuando las canicas lo hacen pasar a la zona fría.

Si sustituyéramos la canica central por una bolita formada hilos metálicos muy finos (por ejemplo lana de acero de la utilizada para pulir), el aire al pasar de la zona caliente a la fría cedería su calor a estos hilitos y luego al pasar de la zona fría a la caliente tomaría calor de estos hilos y no sería necesario aportar tanto calor para inflar el globo.

En los motores de Stirling las canicas son sustituidas por un cilindro que desplaza el aire de la zona caliente a la fría y que se denomina Desplazador y el globo es sustituido por un conjunto cilindro pistón que es quien realiza el trabajo del motor. La bolita de hilos metálicos que almacena y cede calor se denomina Regenerador.

Realizar pequeños modelos de motores de Stirling es relativamente sencillo e incluso pueden construirse sin maquinas complicadas tales como tornos, fresadoras etc.

 

Si quieres una explicación más científica pulsa en este texto 

 

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Última modificación: 20 de junio de 2000