Diseño de motor stirling

Cálculos de diseño del motor Stirling

El motor Stirling ha atraído mucha atención a lo largo de los años. Su potencial de alta eficiencia y la capacidad de utilizar una amplia variedad de combustibles lo han convertido en un serio competidor para las fuentes de energía alternativas, especialmente en aplicaciones de automoción. El potencial de estos motores para sustituir al motor de combustión interna (ICE) en los automóviles se exploró a finales de los años 70 y 80.

En 1986, la NASA publicó un informe técnico en el que se describía el desarrollo de los motores de automoción MOD I y MOD II (ref.: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19880002196_1988002196.pdf). El motor utilizaba la tecnología Stirling. Utilizaba hidrógeno presurizado como gas de trabajo. Fue desarrollado y producido por un esfuerzo de colaboración entre la NASA y MTI (Mechanical Technology Incorporated). El motor MOD II, en particular, podía alcanzar un rendimiento térmico del 38,5% (significativamente mayor que un ICE de encendido por chispa), y con una potencia comparable a la de un ICE del mismo tamaño (83,5 CV). Quemaba el combustible con unas emisiones más limpias que un motor de combustión interna debido a que el combustible se quemaba fuera del motor. También producía mucho menos ruido durante su funcionamiento. Por lo tanto, no se necesitaba ningún silenciador ni catalizador para el tubo de escape.

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Un modelo de motor Stirling que muestra su simplicidad. A diferencia de la máquina de vapor o del motor de combustión interna, no tiene válvulas ni tren de distribución. La fuente de calor (no se muestra) se colocaría debajo del cilindro de latón.

Un motor Stirling es un motor térmico que funciona mediante la compresión y expansión cíclica de aire u otro gas (el fluido de trabajo) entre diferentes temperaturas, lo que da lugar a una conversión neta de energía térmica en trabajo mecánico[1][2].

Más concretamente, el motor Stirling es un motor térmico regenerativo de ciclo cerrado con un fluido de trabajo gaseoso permanente. Ciclo cerrado, en este contexto, significa un sistema termodinámico en el que el fluido de trabajo está permanentemente contenido dentro del sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambiador de calor interno y almacén térmico, conocido como regenerador. En sentido estricto, la inclusión del regenerador es lo que diferencia a un motor Stirling de otros motores de aire caliente de ciclo cerrado[3].

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Un modelo de motor Stirling que muestra su simplicidad. A diferencia de la máquina de vapor o del motor de combustión interna, no tiene válvulas ni tren de distribución. La fuente de calor (no se muestra) se colocaría debajo del cilindro de latón.

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Un motor Stirling es un motor térmico que funciona mediante la compresión y expansión cíclica de aire u otro gas (el fluido de trabajo) entre diferentes temperaturas, lo que da lugar a una conversión neta de energía térmica en trabajo mecánico[1][2].

Más concretamente, el motor Stirling es un motor térmico regenerativo de ciclo cerrado con un fluido de trabajo gaseoso permanente. Ciclo cerrado, en este contexto, significa un sistema termodinámico en el que el fluido de trabajo está permanentemente contenido dentro del sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambiador de calor interno y almacén térmico, conocido como regenerador. En sentido estricto, la inclusión del regenerador es lo que diferencia a un motor Stirling de otros motores de aire caliente de ciclo cerrado[3].

Documento de investigación sobre el motor Stirling

El motor Stirling ha atraído mucha atención a lo largo de los años. Su potencial de alta eficiencia y la capacidad de utilizar una amplia variedad de combustibles lo han convertido en un serio competidor para las fuentes de energía alternativas, especialmente en aplicaciones de automoción. El potencial de estos motores para sustituir al motor de combustión interna (ICE) en los automóviles se exploró a finales de los años 70 y 80.

En 1986, la NASA publicó un informe técnico en el que se describía el desarrollo de los motores de automoción MOD I y MOD II (ref.: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19880002196_1988002196.pdf). El motor utilizaba la tecnología Stirling. Utilizaba hidrógeno presurizado como gas de trabajo. Fue desarrollado y producido por un esfuerzo de colaboración entre la NASA y MTI (Mechanical Technology Incorporated). El motor MOD II, en particular, podía alcanzar un rendimiento térmico del 38,5% (significativamente mayor que un ICE de encendido por chispa), y con una potencia comparable a la de un ICE del mismo tamaño (83,5 CV). Quemaba el combustible con unas emisiones más limpias que un motor de combustión interna debido a que el combustible se quemaba fuera del motor. También producía mucho menos ruido durante su funcionamiento. Por lo tanto, no se necesitaba ningún silenciador ni catalizador para el tubo de escape.

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