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El motor de pistón líquido es una variable del motor Stirling en la que el pistón y el desplazador han sido sustituidos por un líquido. El funcionamiento básico se describe en las figuras siguientes El motor está formado por dos tubos en forma de U rellenos de líquido, el de la izquierda actúa como desplazador y el de la derecha actúa como pistón de potencia. Supongamos que el líquido en el tubo de la izquierda está oscilando y tal como se observa en la figura siguiente, el nivel del líquido ha alcanzado la parte superior en la zona fría. En este momento todo el aire esta en la zona caliente por lo que la presión del conjunto aumentará y el líquido en el tubo de potencia ascenderá por la rama derecha.
Esquema básico pistón líquido
En la siguiente mitad del período el líquido oscilará en el sentido contrario en el desplazador y por lo tanto alcanzará el nivel superior en la zona caliente tal y como puede observarse en la siguiente figura . Entonces todo el aire estará en la zona fría con lo que la presión habrá disminuido y el líquido en el tubo de potencia ascenderá por la rama izquierda.
Esquema básico pistón líquido Para que el conjunto funcione correctamente es necesario que la frecuencia de oscilación del tubo desplazador y del tubo de potencia sean la misma, ya que de lo contrario se perderá el desfase de 90 grados que debe de existir entre el movimiento del desplazador y el del pistón de todo motor Stirling. La realización práctica del motor de pistón líquido exige pues unos cálculos complicados en el diseño de la forma y las longitudes de los tubos desplazador y de potencia, añadiendo en algunos casos un tercer tubo llamado sintonizador que permite que el conjunto alcance una frecuencia de resonancia que permita su funcionamiento continuo.
Bomba de agua Una de las aplicaciones prácticas del motor de pistón liquido es su utilización como bomba de agua, para ello puede utilizarse una configuración como la descrita en la siguiente figura en la que se pueden apreciar las siguientes mejoras: a) En el tubo desplazador se ha incluido un flotador metálico o de aislante térmico para evitar que el calor evapore el agua del desplazador y disminuya el rendimiento del motor al no utilizar aire como fluido de trabajo, sino una mezcla de aire y vapor de agua.
El efecto del vapor de agua en fluido de trabajo disminuye el rendimiento del motor, pero aumenta su potencia especifica . b) En la zona a calentar se ha incrementado la superficie de transmisión mediante aletas o tubos. c) Se ha incluido regenerador cuyos efectos en la mejora del rendimiento del motor Stirling ya son conocidos. d) En la zona a enfriar se ha aumentado la superficie de contacto añadiendo una matriz de finas laminas de aluminio. Con todo ello pueden elevarse 370 litros/hora a una altura de 1,6 metros utilizando una potencia calorífica de unos 500 W.
Bomba de agua con motor de pistón líquido
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