jueves, 23 de julio de 2009

FUNDAMENTO TEORICO

Supongamos que el fluido de trabajo es un gas perfecto. De acuerdo al Segundo Principio de la termodinámica, el rendimiento del ciclo será: n = 1 - qced/QabsLo cual se puede escribir como:
n = (Qc + Q' - Qf + Q)/(Qc + Q')
Ahora bien, es fácil demostrar que Q' = -Q en magnitud (solo de signos opuestos) en el caso de un gas perfecto, pues se trata de calentamientos o enfriamientos a volumen constante entre las mismas dos temperaturas, es decir:
Q' = Cv(Tc - Tf) = - Q = - Cv(Tf - Tc)
Por lo tanto en el numerador Q' y Q se anulan, así que el rendimiento queda como:
n = (Qc - Qf)/(Qc + Q')
Ahora bien, vemos que si el regenerador funciona, se logra recuperar el calor Q para que sirva como Q'. Además, solo en el primer ciclo será necesario aportar el calor externo Q'.
De allí en adelante se recupera en forma interna, por lo tanto el rendimiento queda como:
n = (Qc - Qf)/(Qc)
Como la evolución 1-2 es isotérmica a Tf, se tiene que:
Qf = R'Tf ln(p2/p1) ==> -Qf = R'Tf ln(p1/p2) y
Qc = R'Tc ln(p4/p3) de donde:
n = [R'Tc ln(p4/p3) - Qf = R'Tf ln(p1/p2)]/[R'Tc ln(p4/p3)]

Es facil demostrar que: (p4/p3) = (p1/p2)
En efecto:
pV = R'T ==> (p4/p3) = (p1/p2) = Vmin/Vmax (Esto toma en cuenta las isotérmicas)
Por lo tanto:
n = 1 - Tf/Tc
que es el rendimiento de Carnot.Por consiguiente, si el regenerador es 100% eficiente, el motor Stirling tiene el potencial de alcanzar el rendimiento de Carnot.

http://www.timloto.org/pictures/motor_wout3.gif

MOTOR STIRLING EN FUNCIONAMIENTO

PROCESO DE CONSTRUCCION

MATERIALES NECESARIOS


  • TUBOS DE ACERO
  • ALAMBRES GRUESOS

  • MADERA BALSA

  • GLOBOS
  • LIJAS

  • ALICATES

  • SERRUCHO

  • TUERCAS



DECIDIMOS HACERLO SOLDADO PARA QUE EL SISTEMA SEA MAS HERMÉTICO


LA IDEA DE LAS TUERCAS EN LA TAPA SUPERIOR SE DIO PARA PODER CAMBIAR EL EMBOLO SI ES Q NO ERA EL ADECUADO,Y ASÍ PODER PROBAR CON VARIOS.





SE USO TAMBIEN UN TALADRO ELECTRICO PARA PODER COMUNICAR TODAS LAS PARTES.


EJEMPLOS DE MAQUINAS TÉRMICAS

MAQUINAS DE VAPOR

Una máquina de vapor es un
motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de vapor de agua en energia mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
Se genera vapor de agua en una
caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.
El vapor a presión se controla mediante una serie de
válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/Steam_engine_in_action.gif


MAQUINAS FRIGORIFICAS

¢Una máquina frigorífica tiene como fin absorber energía en forma de calor de una región a baja temperatura mediante la realización de un trabajo.
¢Las máquinas frigoríficas operan de manera cíclica mediante un fluido de trabajo llamado fluido refrigerante (freón), que extrae calor de la región a refrigerar, cediéndolo a otra región, que generalmente es el medio ambiente. Para ello es necesario la realización de un trabajo

MAQUINAS TERMICAS


Las máquinas térmicas son dispositivos que pueden producir trabajo mecánico a partir de calor.


El rendimiento de una máquina térmica es:

Rendimiento = Energía producida Energía consumida · 100 = W Q 1 · 100 = Q 1 - Q 2 Q 1 · 100

La energía mecánica se transforma íntegramente en calor, pero no se puede producir trabajo tomando calor de un solo foco. Son necesarios dos focos (caliente y frío) para que la diferencia de calor entre los dos focos sea el trabajo útil.

El rendimiento de una máquina térmica siempre es menor del 100%.
Los motores de explosión de los automóviles tienen un rendimiento en torno al 50 %. La mitad de la energía consumida se disipa en forma de calor. En realidad, una máquina térmica transforma energía térmica en otras formas de energía.