MOTOR DE STIRLING

Jeremy Barrantes

Erick muñoz

Objetivos

1.    Demostrar por medio del sistema un motor basado en el formato de stirling las leyes de la termodinámica.

2.    Experimentar con la creación de un motor de Stirling.

3. Explicar los procesos que se llevan a cabo en un motor de Stirling.

Robert Stirling ideo un motor el cual funcionara con sistemas que no fueran tan peligrosos como los de esa época basándose en principios básicos de la termodinámica

Este motor es una fuente de energía que se puede emplear en zonas volcánicas por lo que es muy buena opción para producción de electricidad a base de energía geotermica

Las leyes de la termodinámica nos dicen que hay tres tipos de conducción del calor:

Conducción Radiación Convección

Conducción

Transmisión de la energía de un cuerpo a otro por contacto.

El calor se transmite del cuerpo o medio con mayor temperatura al de menor temperatura

Radiación

Transmisión de energía mediante ondas o fotones

La longitud de onda indica que tan energizado es esta onda, entre menor longitud mayor energia

Convección

Transferencia de calor mediante el movimiento de una masa de fluido de una región en especifico a otra distinta

El motor de Stirling se basa en el principio de convección para su funcionamiento.

Al calentarse el aire sus partículas se van a encontrar mas energizados por lo que van a estar mas dispersas, por esto el aire se expande y moviliza lo que este a su alrededor

El aire se calienta en el cilindro y sube por este hasta el diafragma, el diafragma se infla y mueve la biela que mueve la cigüeña y baja el pistón moviendo el aire y reiniciando el proceso

La producción de energía se da al bode de la cigüeña

Según la segunda ley de termodinámica en un cambio de forma de la energía la energía útil final es menor a la energía inicial por lo que se da una perdida de energía útil durante el sistema lo que implica que debe haber una fuente constante de energía

Materiales 4 latas de aluminio Alambrina Tapa de plástico de botella Cuerda de pescar Un rayo de aro de bicicleta Un globo de latex Un trozo de manguera

Equipo: Un taladro Fuente de calor Una segueta

Metodologia1. Se toma una lata para las bielas. Se le retira la parte superior con

unas tijeras o abrelatas. Se le realizan dos orificios a 10 mm de la parte superior (se mide desde donde inicia la parte plana de la lata) de tal forma que queden a dos lados opuestos de la lata. Se le abre un hoyo a un lado a la lata para observación.

2. Se mide el centro de la parte inferior de la lata y se le hace un orificio con un taladro con una broca de de 2 mm pero se pasa varias veces para que el orificio sea un poco mas ancho pero no demasiado.

3. Se corta un pedazo pequeño de tubo de aproximadamente 2.38 mm de diámetro aproximadamente 10 mm y se debe lijar de tal forma que no queden imperfecciones. Se pega este pedazo al agujero inferior de la lata de tal forma que quede perpendicular. A este trozo de tubo debe ser atravesado por una varilla de 1.59 mm.

4. Se dobla la varilla de aro de bicicleta para crear la cigüeña se debe hacer tal siguiendo este modelo:

5. A otra lata aparte se le retira la parte superior y la parte no plana de arriba y se le hace un orificio en la parte superior de unos 6 mm.

6. A otra lata se le cortan ambas partes la superior y la inferior y se hacen dos tapas. Se atraviesa la tapa superior después de hacerle un orificio justo en el centro con la varilla metálica de la lata uno a la cual se le pone un soporte con tornillo para que no se mueva la tapa hacia la lata uno. Se le enrolla lana metálica debajo de la tapa de tal forma que entre perfecto en la lata dos con un espacio aproximado de 5 mm. Se coloca la segunda tapa por debajo de la lana enrollado y se dobla la varilla para que esta no se mueva.

7. Ahora para el diafragma se toma el trozo rectangular de madera de 6cm × 2cm× 2cm y se le hace un orificio a la tapa que se eligió para el diafragma y el trozo de madera con una broca de 6 mm de tal forma que queden ambos orificios en el mismo lugar y que la tapa este al menos 1 cm de uno de los bordes y que el orificio no atraviese el trozo de madera. Se le hace otro orificio al lado opuesto de donde esta la tapa de tal forma que ambos orificios en el trozo de madera se conecten. Se le adhiere con pegamento la tapa al pedazo de madera y este a su vez se adhiere a la segunda lata de tal forma que ambos orificios (el de la lata y el de un costado del trozo de madera) queden en el mismo lugar.

8. Se unen las dos latas de tal forma que la lata uno quede en la parte superior de la lata dos y que el desplazador entre en la lata dos de forma fácil sin que exista diferencia. El pedazo de varilla que sale de la parte inferior de la lata uno se dobla de tal forma que quede como un pequeño gancho.

9. Se toman dos trozos de alambre de 1.2mm de un largo dependiente de la lata. Se doblan en zigzag. Se coloca la cigüeña en la lata uno a través de los dos orificios que se le hicieron inicialmente. Esto de tal forma que la parte del desplazador quede en el interior de la lata y la parte del diafragma quede encima del diafragma. A la parte del desplazador se le une uno de los alambres en zigzag de tal forma que uno de los extremos del mismo quede enrollado en la cigüeña y el otro en la varilla doblada en forma de gancho. Se puede probar e movimiento de la cigüeña que suba y baje el desplazador.

10. Al los orificios que están en la lata uno se le colocan refuerzos de aluminio para evitar que se doblen. Los refuerzos constan de pequeños cuadrados que se obtienen de otra lata.

11. A la tapa del diafragma se le coloca un globo resistente que se le adhiere de tal forma que cubra la tapa. Al globo se le adhiere una tapa mas pequeña atravesado por un pin de metal con dos separadores hechos de alambre enrollados en el pin. De tal forma que quede el centro del pin libre al que se le adhiere uno de los extremos de la biela de alambre en zigzag y el otro extremo a la cigüeña. Al extremo de la cigüeña se le coloca un soporte con tornillo para evitar que la biela se salga.

12. A todo se le añade en la parte inferior una parte donde ira la fuente de calor. Esta parte se hace dependiendo de la fuente de calor a usar, si se hace de una candela se puede usar la parte inferior de otra lata cortándola y uniéndola a la lata dos. También se la añade el abanico a la parte opuesta de la cigüeña de donde esta el diafragma.

CronogramaTrabajo a realizar Fecha

Se eligio el proyecto a realizar 13 de abril del 2012

Se realizo la introducción y se eligio la metodología por la cual se va a realizar el proyecto

15 de abril del 2012

Se empezó a hacer el motor 21 de abril

Se armo el motor y se realizara una prueba para ver el rendimiento.

5 de mayo

Se tratara de mejorar el motor en casi de fallos 7 de mayo

Se hara una pequeña reunión para discutir los aspectos relevantes del motor y su funcionamiento

15 de junio