Menu

Motor de gasoil.
Cicle dièsel

Motor endotèrmic
Caixa de canvis

Motor Stirling

Motor Stirling

El motor Stirling és un motor tèrmic de combustió externa. Originàriament es va concebre com un motor principal industrial per competir amb la màquina de vapor, però en la pràctica, durant més d'un segle només es va usar per a aplicacions domèstiques i per a motors de baixa potència.

El motor Stirling va ser inventat en 1816 per Robert Stirling, un capellà escocès. Una de les preocupacions de l'època era la seguretat de les màquines de vapor. L'objectiu de Stirling era aconseguir un motor menys perillós que la màquina de vapor.

El funcionament del motor Stirling es basa en l'expansió i contracció d'un gas que pot ser heli, hidrogen, nitrogen o aire. A aquest gas se l'obliga a desplaçar-se cíclicament d'una font freda on es contreu a una font calenta on s'expandeix. Es considera com un motor tèrmic. Es tracta d'un motor termodinàmic causa de la presència d'un gradient de temperatures entre les dues fonts tèrmiques.

Actualment, encara s'investiga el desenvolupament. El fet que només necessiti una font de calor externa li dóna una gran versatilitat ja que aquest fet li dóna la possibilitat de poder utilitzar moltes fonts d'energia per al seu funcionament. Exemples de fonts d'energia utilitzades en un motor Stirling són l'energia solar tèrmica, combustibles fòssils com ara carbó o petroli, biomassa, energia geotèrmica i altres.

Funcionament d'un motor Stirling

Un motor Stirling és un motor alternatiu que funciona en un cicle regeneratiu termodinàmicament tancat. El motor Stirling funciona amb compressió cíclica i expansió cíclica del fluid de treball a diferents nivells de temperatura.

Funcionament d'un motor Stirling El motor Stirling és un motor tèrmic que funciona a través d'un cicle de compressió i expansió d'un gas. S'utilitzen dos nivells de temperatura que fa que hi hagi una conversió neta d'energia tèrmica en energia mecànica (treball mecànic). El gas comprimit exerceix una pressió sobre un pistó. El pistó va connectat a un eix cigonyal que permet convertir el moviment lineal del pistó per dins del cilindre en un moviment de rotació d'un eix.

Dins del grup dels motors tèrmics, de la mateixa manera que la màquina de vapor, el motor Stirling es classifica com un motor de combustió externa; totes les transferències de calor amb el gas de treball es fan a través de la paret del motor. En canvi, en un motor de combustió interna l'entrada de calor es fa per la combustió d'una combustible dins del cos del fluid de treball.

Rendiment del motor Stirling

Com és típic en els motors tèrmics, el cicle general del motor Stirling consisteix en:

  • Comprimir el gas fred
  • Escalfar el gas
  • Expandir el gas calent
  • Refredar el gas abans de repetir el cicle.

L'eficiència del procés queda molt restringida per l'eficiència del cicle de Carnot, que depèn de la diferència de temperatura entre el dipòsit calent i el fred. De totes maneres, el motor Stirling és l'únic capaç de aproximar-se al rendiment màxim teòric conegut com a rendiment de Carnot.

Diferències entre el motor Stirling i el motor de vapor

A diferència d'un motor de vapor el motor Stirling tanca una quantitat fixa de fluid en estat permanentment gasós com és l'aire. En canvi, a la màquina de vapor el fluid de treball pateix un canvi de fase de líquid a gas.

El motor Stirling es caracteritza per la seva alta eficiència en comparació amb les màquines de vapor, un funcionament més silenciós, i més facilitat per utilitzar diferents fonts de calor.

Aquesta compatibilitat amb les fonts d'energies alternatives i renovables ha estat cada vegada més important a mesura que pujava el cost dels combustibles fòssils convencionals, i la sensibilitat social amb el canvi climàtic. El motor Stirling és actualment d'interès com a nucli de les unitats microcombinades de calor i energia, és a dir de cogeneració, en què és més segur i eficient que una energia de vapor.

Aplicacions del motor Stirling

Aquesta tecnologia es considera que serà de gran aplicació per a regions on hi ha gran nombre de pobladors dispersos, als quals seria molt costós arribar amb xarxa elèctrica.

És d'esperar que els fabricants de motors Stirling construeixin en gran escala unitats petites d'aquest mateix tipus, (amb disc solar) com per exemple amb capacitat de produir uns 200 a 400 kWh al mes (equips d'1 a 2 kW de potència aproximadament ); especialment per als països situats entre els tròpics, ja que en aquestes zones la quantitat de radiació solar és gran al llarg de tot l'any i al seu torn és la regió on hi ha més població dispersa.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 13 de desembre de 2017