UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA

DISEÑO Y CONTRUCCION DE UN PROTOTIPO DEL MOTOR STIRLING Y SUS AVANCES HACIA EL

FUTURO

Presentado por:Bentura V. Sergio

Chalco G. ChristianGrande A. Luis

Torres V. Brandon

Dirigido por:Ing. Camilo Fernández B.

Arequipa, Julio 2014

Motor Stirling

DISEÑO Y CONTRUCCION DE UN PROTOTIPO DEL MOTOR STIRLING Y SUS AVANCES HACIA EL FUTURO

A lo largo de los años, especialmente desde que aparecieron las industrias y el motor de combustión interna, la atmósfera ha ido sufriendo cambios irremediables que hasta hoyen día siguen sucediendo. Algunos efectos de esos cambios son el efecto invernadero y el calentamiento global, causando cambios en el clima a nivel mundial trayendo consigo una ola de desastres naturales.

Uno de los causantes de estos cambios es la alta emisión de CO2 a la atmósfera, proveniente principalmente de la combustión del petróleo, ocasionando el calentamiento global por la destrucción de la capa de ozono. Este combustible no sólo causa efectos nocivos durante su combustión, sino también durante su transporte, ya que es el causante de la destrucción ecológica cuando ocurre algún derrame de petróleo en el mar. Aún estamos a tiempo de evitar que ocurran cambios más drásticos en el medio ambiente, para lo cual necesitamos reducir las emisiones de gases tóxicos, esto se lograría con el uso de motores que tengan un bajo nivel de emisiones. El motor Stirling puede responder a estos requerimientos, además que trae consigo otras ventajas en comparación con los motores de ciclo Otto y Diesel, como son su alta eficiencia, bajo nivel de ruidos y emisiones tóxicas, y además puede funcionar con una amplia gama de combustibles debido a que es un motor de combustión externa.

El objetivo de este trabajo es generar energía eléctrica con un motor Stirling, tipo beta, con mecanismo rómbico, utilizando para ello un generador eléctrico, y determinar los parámetros que influyen en su funcionamiento, así como también realizar el estudio teórico y experimental para el diseño, y construcción de este motor.

El motor Stirling construido (maqueta), se hizo de tal forma que sea fácilmente armable y desmontable. Tiene un diseño simple y compacto, y un costo de producción relativamente bajo. En el diseño se buscó una manera de reducir los efectos que pueden tener los errores humanos durante la construcción, porque esto se manifiesta en un aumento de la fricción debido a la desalineación de sus partes. La sustancia de trabajo que se utilizó fue aire, ya que éste no tiene costo alguno y está en todas partes.

IMPORTANCIA DEL MOTOR STIRLING1

Debido a que el mundo se encuentra en una crisis ambiental, aparte que el precio del petróleo sigue elevándose, tenemos que ver la forma de reemplazar este combustible, buscando otras formas de energía que reduzcan el daño al medio ambiente, por eso los motores Stirling son una buena alternativa, porque son de combustión externa, lo cual hace posible regular mejor la combustión y utilizar diferentes formas de energía (combustibles sólidos, líquidos, gaseosos, energía nuclear, solar, etc.) para su funcionamiento.1 Con la explosión tecnológica del siglo XIX, se comenzaron a ver nuevos ingenios que permitían producir mucho más rápido todo aquello que nosotros necesitásemos. Pero el precio a pagar por éste beneficio fue ir contaminando cada vez más nuestro planeta e ir mermando los recursos energéticos que este nos ofrecía.

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Motor Stirling

Por lo dicho anteriormente, el motor Stirling podría ser usado en zonas rurales donde se cuente con combustibles convencionales o alternativos, y de esta manera se podría utilizar el motor para la generación eléctrica a pequeña escala, lo cual permitirá el desarrollo de las actividades productivas y mejorar la calidad de vida, en dichas zonas, sin dañar el medio ambiente.

ULTIMOS AVANCES2

A inicios del siglo XX, la compañía Philips, de Holanda, empezó a investigar en este motor. En la actualidad, con la crisis ambiental en el mundo, se buscan motores que disminuyan las emisiones tóxicas, y es por eso que el motor Stirling vuelve a despertar interés; los nuevos materiales y las técnicas de ingeniería avanzadas de hoy plantean la posibilidad de retomar la idea de aquel visionario del siglo XIX.

Básicamente, el motor Stirling es un motor de ciclo cerrado en el que, en un ensayo ideal, el fluido de trabajo, contenido en el interior del motor, sería desplazado por los pistones del motor a lo largo de las etapas del ciclo de trabajo. Su fuente de energía puede ser cualquier foco de calor externo, con lo que puede ser aplicado en multitud de situaciones, aprovechando el calor residual de origen industrial, la combustión de todo tipo de materiales, calor solar e incluso el originado en procesos de fisión nuclear. Dado que la combustión se genera externamente al motor, ésta puede controlarse a la perfección a través del flujo de energía.

Actualmente, en diversos países desarrollados, estos motores han alcanzado desarrollos impresionantes, y dentro de algunos años éstos podrían reemplazar a los motores de combustión interna en diversos usos. Los motores Stirling se usan en submarinos, en refrigeradores, en automóviles, en plantas de generación de energía eléctrica, etc.

Fotografía de una unidad del “Dish Stirling Engine”

2 Lo más destacado en el motor Stirling fue en el estudio de este por la compañía Philips que se dedicó a trabajar con este motor olvidado con el tiempo no solo con los platos parabólicos de la energía solar sino que también todos los sistemas y recursos para el funcionamiento de este motor como se verá a continuación (Revisar bibliografía virtual)

Reflector parabólico: Energía solar por concentración

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Motor Stirling

Los reflectores solares parabólicos son el seguimiento de dos ejes concentradores solares que utilizan fuentes reflectantes parabólicas para concentrar toda la radiación solar directa recogida en un solo punto focal (en lugar de una línea que con colectores cilindro-parabólicos). Normalmente esta energía térmica está acoplada con un motor Stirling, donde se convierte en energía mecánica que se convierte entonces en energía eléctrica. Reflectores parabólicos fabricados actuales tienen un rango de potencia de 3 a 25 kW. Múltiples reflectores solares están instalados en una vista para producir una cantidad significativa de energía. Actualmente existe una planta de 500 MW propuesto en el sur de California, que consistirá en 20 000 (25 kW / unidad) colección de platos.

El motor Stirling convierte la energía térmica en trabajo mecánico a través del ciclo de Rankine con un fluido de trabajo apropiado. El hidrógeno se utiliza comúnmente como el fluido de trabajo, pero el helio, nitrógeno, aire, y el metano se puede utilizar también. En un motor Stirling, el 'fluido de trabajo' en forma de gas en el interior de un cilindro se calienta a través de una fuente externa (en comparación con una fuente interna en un motor de combustión), en este caso la energía solar térmica. El gas calentado se expande forzando un cilindro para mover y girar un eje. El gas se transfiere entonces a otro cilindro donde se enfría (por el aire ambiente) a continuación, se bombea de nuevo en el cilindro original en el que se calienta y ampliado de nuevo.

PRODUCCION MECANICA Y PROPULCION

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Motor Stirling

Submarinos.- Al final de los años 80, se instaló en un submarino Nacken, de la marina sueca, un motor Stirling. El nombre del sistema instalado fue “The Kockums Stirling AIP System”. Este motor ocupaba unos 8 metros de longitud dentro del submarino. Tras varios años de prueba de este submarino, en el mar, se obtuvieron resultados muy satisfactorios, por lo que se decidió colocar este sistema en la nueva flota de submarinos de la clase Gotland. El sistema Stirling AIP3 aumenta considerablemente el tiempo de inmersión del submarino en el mar. En vez de algunos días de inmersión, un submarino con este sistema, puede estar sumergido semanas y superar así a cualquier otro submarino convencional con respecto a esta característica.

La característica principal del sistema Stirling AIP es el uso del oxígeno puro y combustible Diesel en una cámara de combustión presurizada. La presión de la combustión es más alta que la presión circundante del agua de mar, esto permite que los productos de la combustión sean expulsados hacia el agua de mar, para ser disueltos en ella, sin la necesidad de usar un compresor. El oxígeno se almacena en forma líquida (LOX) en tanques criogénicos. El tiempo de inmersión es determinado sobre todo por la cantidad de LOX almacenado.

En comparación con otros sistemas AIP de bajo desarrollo, el sistema Stirling AIP muestra ventajas importantes.

El sistema Stirling AIP está fácilmente disponible y es de tecnología madura, probada en servicio operacional.

El sistema Stirling AIP está prácticamente libre de vibración, es silencioso y menos contaminante.

El sistema Stirling AIP es un sistema adicional. Cuando se agota la fuente de LOX, el submarino sigue siendo un submarino convencional de gran alcance.

El sistema Stirling AIP tiene un costo de adquisición bajo y, también, un bajo costo durante su ciclo de vida. La infraestructura necesaria para su producción ya existe.

El sistema Stirling AIP está igualmente disponible para la modernización de submarinos existentes y para su integración en nuevos diseños de submarinos.

3 Propulsión Independiente de Aire o PIA es un término que engloba las tecnologías que permiten a un submarino operar sin la necesidad de emerger a la superficie o tener que usar el sistema snorkel para acceder al oxigeno de la atmósfera.

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Motor Stirling

Automóviles.- Durante los años 1969-1970, la empresa Philips2 de Holanda, desarrollaba un motor Stirling para el uso en un autobús, éste tenía 4 cilindros de 235 cm3 de volumen de desplazamiento cada uno, la presión media era de 220 bar y la velocidad del motor 3000 RPM, y desarrollaba 200 hp (149,1kW) de potencia. Sin embargo, no era probable que la vida de servicio especificada, de 10.000 horas, se alcanzara a esa presión y velocidad. La United Stirling, de Suecia, desarrolló su propio motor4, el 4-615. Este motor también fue diseñado para desarrollar 200 hp, pero en condiciones más modestas (150 bar y 1500 RPM). Esta combinación de carga-velocidad-vida útil era, en ese entonces, razonable. El siguiente modelo, el 4-615A, fue diseñado en conjunto entre la United Stirling y Philips, y fue fabricado en Linköping por Förenade Fabriksverken. El motor funcionó por primera vez en 1971. Una versión modificada, la 4-615B, también fue diseñada por la United Stirling, para reducir, principalmente, el costo de fabricación.

Hasta la actualidad, se sigue investigando el uso de motores Stirling en automóviles y no debería asombrar si en un futuro éstos desplacen al motor de combustión interna, ya que tienen la ventaja principal de funcionar con cualquier combustible y de ser menos contaminantes que los motores Diesel y Otto, lo cual es positivo para el medio ambiente.

Motores Stirling Acoplados a Automóviles5

Vehículo con motor Stirling integrado en el sistema de escape del motor.- De acuerdo con formas de realización ejemplares, un motor Stirling está integrado en un sistema de escape de un vehículo. El sistema comprende un motor acoplado a un sistema de refrigeración y un sistema de escape. Un sistema de control de emisiones está acoplado al sistema de escape. Un motor Stirling tiene un extremo acoplado al sistema de enfriamiento y otro extremo acoplado selectivamente al sistema de escape entre el motor y el sistema de control de emisiones, y configurado ser expulsado de calor extraído del flujo de gas de escape. El motor Stirling acciona un generador de energía eléctrica que proporciona energía eléctrica para el almacenamiento en un sistema de almacenamiento de energía.

Los vehículos eléctricos híbridos utilizan un motor Stirling.- Un vehículo personal para el transporte de un usuario sobre una superficie que incluye un motor de combustión externa. El vehículo incluye un generador para convertir la energía mecánica producida por el motor de combustión externa en energía eléctrica y un dispositivo de almacenamiento de energía para almacenar la energía proporcionada por el generador y para proporcionar energía al motor de combustión externa y el conjunto. El vehículo personal incluye un controlador para controlar una carga de potencia total instalado en el motor de combustión externa que tenga regulación a corto plazo de los parámetros del motor de combustión externa.

4 United Stirling construyó motores Stirling cilindros múltiples bajo una licencia de Philips en la década de 1960. 5 Una patente es un conjunto de derechos exclusivos concedidos por un Estado al inventor de un nuevo producto o tecnología susceptibles de ser explotados comercialmente por un período limitado de tiempo. Esta información encontrada en patentes publicadas en internet (revisar bibliografía virtual)

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Aeronáutica 6 .- El motor de turbina tiene su propio conjunto de problemas. No escala bien para los tamaños necesarios para aviones personales, y aunque su relación potencia / peso es excelente, el consumo de combustible es terrible, como es el costo inicial y por hora. Los futuros avances en la cerámica ofrecen alguna promesa de ahorro de costes, pero la eficiencia de baja altura y parte del acelerador no muestran muchas esperanzas de mejoría.

Motores de combustión interna tienen enormes variaciones en el esfuerzo de torsión, que se mostrarán en la estructura del avión como la vibración y la fatiga, y también en el propulsor. Motores de cuatro cilindros comunes tales como Lycoming y Continental muestran torques que varían de un negativo 100% a un 350% positivo del esfuerzo de torsión nominal. En otras palabras, dos veces cada revolución la hélice está girando el motor en lugar de al revés. La hélice es el volante de inercia y debe ser pesado y robusto. Las reversiones de esfuerzo de torsión constante hacen diseños de paso variable más compleja y problemática. Un Stirling con el mismo número de cilindros y la potencia idéntica tiene una variación del esfuerzo de torsión de +/- 5%! Si podemos hacer un motor con esfuerzo de torsión constante de este tipo, que puede abrir el camino a importantes avances en el diseño de la hélice.7

Uno de los usos que pueden sorprender más del motor Stirling (MS) es en la propulsión de aeronaves, y es que el MS tiene unas cualidades que lo hacen idóneo para algunas aplicaciones en aviación.

Es silencioso. Todos sabemos lo ruidosos que pueden ser los aviones, desde los reactores hasta las pequeñas avionetas equipadas con motores de explosión. El MS puede traer mejoras tanto para el confort de los viajeros como de los residentes en las cercanías de los aeropuertos.

Menos vibraciones. Los MS se caracterizan por su bajo nivel de vibraciones debido a que no se produce la explosión en los cilindros (esta ventaja no es relevante en los motores a reacción). La reducción de las vibraciones tiene su importancia porque disminuye la fatiga de los materiales prolongando la vida útil y la seguridad de la aeronave.

Mejora su potencia en altitud. La aviación siempre ha querido ir más alto y más rápido. Esto tiene su lógica, cuanta mayor altitud menor es la densidad del aire, y por tanto menor el rozamiento que sufre la nave, por lo que puede ir más rápido con menor gasto de combustible. Sin embargo la menor densidad del aire hace que los motores convencionales pierdan potencia debido a que no consiguen el suficiente aire para mantener la combustión, limitando la altitud a la que pueden viajar. Esto se mejora con motores de explosión turbocargados o con motores a reacción.

6 Información obtenida de un artículo en ingles destacado en internet (revisar bibliografía virtual)7 Cada avance en el diseño de aeronaves ha sido precedida por un avance en el diseño del motor. Esa cita se atribuye al fallecido John Thorpe, e incluso puede ser más antigua.

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LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICACalor y electricidad combinados

En un combinado de calor y energía del sistema (CHP), energía mecánica o eléctrica se genera de la manera habitual, sin embargo, el calor residual emitido por el motor se utiliza para suministrar una aplicación de calentamiento secundario. Esto puede ser prácticamente cualquier cosa que utiliza el calor de baja temperatura. A menudo es un uso de la energía preexistente, como la calefacción comercial, calentamiento de agua residencial, o un proceso industrial.

Centrales térmicas de la red eléctrica utilizan el combustible para producir electricidad. Sin embargo, hay grandes cantidades de calor residual producido que a menudo no se utilizan. En otras situaciones, el combustible de alto grado se quema a alta temperatura para una aplicación de baja temperatura. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, un motor de calor puede generar energía a partir de esta diferencia de temperatura. En un sistema de cogeneración, el calor primario de alta temperatura entra en el calentador de motor Stirling, a continuación, parte de la energía se convierte en energía mecánica en el motor, y el resto pasa a través del enfriador, donde sale a una temperatura baja. El calor "residuos" en realidad proviene de principal motor más fresco, y posiblemente de otras fuentes tales como los gases de escape del quemador, si es que existe.

La energía producida por el motor se puede utilizar para ejecutar un proceso industrial o agrícola, que a su vez crea residuos de biomasa se niegan que se pueda utilizar como combustible libre para el motor, reduciendo así los costes de eliminación de residuos. El proceso global puede ser eficiente y rentable.

La energía nuclearHay una posibilidad de que los motores Stirling de propulsión nuclear en las centrales de generación de energía eléctrica. Sustitución de las turbinas de vapor de las centrales nucleares con motores Stirling podría simplificar la planta, rendimiento de mayor eficiencia, y reducir los subproductos radiactivos. Un número de diseños de reactores reproductores utilizar sodio líquido como refrigerante. Si el calor se va a emplear en una planta de vapor, se requiere un intercambiador de calor de agua / de sodio, lo que plantea cierta preocupación como sodio reacciona violentamente con el agua. Un motor Stirling elimina la necesidad de cualquier agua en el ciclo. Esto tendría ventajas para las instalaciones nucleares en las regiones secas.

Laboratorios del gobierno de Estados Unidos han desarrollado un diseño de motor Stirling moderno conocido como el Stirling radioisótopos Generador para su uso en la exploración espacial. Está diseñado para generar electricidad para las sondas de espacio profundo en misiones que duran décadas. El motor utiliza un único desplazador de reducir las partes móviles y utiliza alta energía acústica para transferir energía. La fuente de calor es un sólido lingote de combustible nuclear seco, y el disipador de calor es la radiación en sí mismo el espacio libre.

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CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓNSistemas de refrigeración criogénicos Stirling

Uno de sus usos modernos es en criogenia, y en menor medida, de refrigeración. A temperaturas típicas de refrigeración, refrigeradores Stirling generalmente no son económicamente competitivos con los convencionales menos costosos Rankine sistemas de refrigeración, debido a que son menos eficientes en energía. Sin embargo, por debajo de aproximadamente -40 ° a -30 ° C, enfriamiento de Rankine no es eficaz porque no hay refrigerantes adecuados con puntos de ebullición bajos este. Sistemas de refrigeración criogénicos Stirling son capaces de "levantar" calentar hasta -200 ° C (73K), que es suficiente para licuar aire (específicamente los gases constituyentes primarios de oxígeno, nitrógeno y argón). Ellos pueden ir tan bajo como 40 a 60 K para las máquinas de una sola etapa, dependiendo del diseño particular. Dos de refrigeración criogénicos etapa Stirling pueden alcanzar temperaturas de 20 K, suficiente para licuar el hidrógeno y el neón. Sistemas de refrigeración criogénicos para este fin son más o menos competitivos con otras tecnologías cryocooler. El coeficiente de rendimiento a temperaturas criogénicas es típicamente 0,04-0,05 (correspondiente a una eficacia de 4-5%). Empíricamente, los dispositivos muestran una tendencia lineal, donde normalmente la COP = 0,0015 × T c - 0.065, donde T c es la temperatura criogénica. A estas temperaturas, los materiales sólidos tienen valores más bajos de calor específico, por lo que el regenerador debe ser hecho de materiales inesperados, como el algodón.

La primera cryocooler ciclo de Stirling fue desarrollado en Philips en los años 1950 y comercializado en lugares como aire líquido plantas de producción. El negocio de Philips Criogenia evolucionó hasta que se separó en 1990 para formar el Stirling Criogenia BV, Países Bajos. Esta empresa aún está activa en el desarrollo y fabricación de Sistemas de refrigeración criogénicos Stirling y sistemas de refrigeración criogénicos.

LOS MOTORES DE DIFERENCIA DE TEMPERATURA BAJAA diferencia de temperatura baja (LTD, o T Low Delta) motor Stirling se ejecutará en cualquier diferencial de baja temperatura, por ejemplo, la diferencia entre la palma de una mano y la temperatura ambiente o la temperatura ambiente y un cubo de hielo. Se logró un récord de sólo 0,5 ° C de temperatura diferencial en 1990. Por lo general, están diseñados con una configuración gamma por la sencillez, y sin un regenerador, aunque algunos tienen cortes en desplazador típicamente hechos de espuma para la regeneración parcial. Son típicamente sin presión, funcionando a presión próxima a 1 atmósfera. La energía producida es inferior a 1 W, y son sólo para fines de demostración. Se venden como juguetes y modelos educativos.

Sin embargo, más grande (típicamente 1 m cuadrado) motores de bajas temperaturas se han construido para el bombeo de agua con luz solar directa, con un mínimo o ningún aumento.

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SI STIRLINGS SON TAN BUENOS, ¿POR QUÉ NO LOS TENEMOS YA?9

Antiguo Stirling diseños de finales de 1800 eran de hierro fundido y eran muy pesados, tanto como cien libras por caballo. Así que el motor tiene una reputación de ser demasiado pesado para tener en cuenta. Por supuesto, motores de combustión interna de la misma época eran pesados también, pero tendemos a olvidar eso. 

“Estas imperfecciones han sido en gran parte eliminado por el tiempo y sobre todo por el genio de la distinguida Bessemer. Si el hierro o acero Bessemer se habían conocido hace treinta y cinco o cuarenta años hay escasa duda de que el motor de aire se han sido un gran éxito...” Sigue siendo para algún mecanicista hábil y ambicioso en una época futura que lo repita en circunstancias más favorables y con total éxito... “(escrito en el año 1876 por el Dr. Robert Stirling [1790-1878])

Gran parte del trabajo se ha hecho en Stirlings para los motores de automóviles. La NASA ha desplegado una camioneta Dodge azul en Oshkosh varios años, con un Stirling diez millones de dólares bajo el capó. Es posible que haya visto corriendo arriba y abajo de la línea de vuelo, durante la exhibición de vuelo de la tarde, el transporte de los artistas frente a la multitud.

Ford, GM, y los fabricantes de automóviles europeos deberán tener un Stirling en ejecución. Pero el público quiere un nuevo motor para sentirse como el anterior, y los Stirlings son diferentes. Es difícil conseguir una buena economía de combustible de ralentí en un semáforo en rojo para los minutos a la vez, a continuación, producir energía neumáticos chillando instante en que la luz cambie a verde. Stirlings no son los motores de automóviles buenos.

Sin embargo, el perfil de la misión del motor de avión es totalmente diferente del motor del coche. Las características que hacen que el Stirling mal para un coche que sea adecuado para un avión.

La publicación principal para el desarrollo del motor Stirling es STIRLING WORLD MACHINE. SMW es una publicación trimestral, repartidos por todo el mundo a los ingenieros de diseño, la comunidad académica, y los aficionados a Stirling individuales.10

9 Al respecto véase http://www.airsport-corp.com/fourpartstirling.html 10 Existen cuatro secciones siguientes, son una adaptación de una serie sobre Aviones Stirlings por Darryl Phillips publicó en 1993 y 1994.

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RESULTADOS11

Antes de hacer girar la volante, para que empiece el movimiento del motor, se recomienda encender el calentador (quemador), por lo menos, durante 2 min.

Se observó que después de quitarle carga al motor, éste empieza a acelerarse hasta cierta velocidad máxima y luego empieza a disminuir gradualmente su velocidad hasta mantenerse estable, esto puede acarrear errores en la toma de datos, por eso se recomienda esperar unos 2-3 min antes de tomar datos.

Para disminuir el desgaste de las bielas se recomienda utilizar bocinas de bronce grafitado o utilizar rodamientos. Estos últimos requieren de mayor precisión en su fabricación o comprarlos hechos.

Se recomienda que el desplazador y el pistón sean lo más livianos posible, sin que esto afecte la resistencia de sus partes.

El sentido de giro del motor depende de donde estén situadas la zona caliente y la zona fría de éste.

Se tiene que tener en cuenta que cuando el acero inoxidable trabaja a altas temperaturas, ocurre la corrosión intergranular, lo que limita su tiempo de vida, por eso sería ideal trabajar con aceros estabilizados o aceros para calderas.

En las partes móviles, que tienen que trabajar solidariamente y que estén sometidas a torque, se debe utilizar chavetas, porque si utilizamos prisioneros, éstos, debido a la vibración, se desajustan y pueden ocasionar fallas irremediables en algunas partes.

11 Resultados tomados de videos y diseños de otros motores Stirling de configuración beta. Ya que nuestro motor prototipo no funciono como esperábamos.Esta información resalta de una tesis.

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CONCLUSIONES12

El mecanismo rómbico de transformación de movimiento es un mecanismo difícil de construir debido a la precisión que se requiere.

Para el motor construido, los valores de potencia más altos se encuentran en el rango de 300 – 400 RPM.

Un problema importante de este prototipo es su lubricación, que por su disposición geométrica, el lubricante cae a la zona caliente y se quema, generando consigo humos y que el aceite quemado se encuentre adherido en el interior del cilindro (zona caliente y zona fría de Al) y el exterior del desplazador. Esto hace que la transferencia de calor disminuya en estas zonas.

La eficiencia térmica del motor también es baja, debido a que no se cuenta con una cámara de combustión propiamente dicha y con un regenerador.El primero evitaría la perdida de calor por radiación hacia el medio ambiente, y de esa manera, también disminuir el consumo de combustible; y el segundo lograría que el ciclo se realice más rápido, incrementando con ello la potencia del motor y haciendo necesario entregar menos calor al ciclo, con lo cual también se disminuiría el consumo de combustible.

La contaminación producida por el funcionamiento del motor es mínima, porque al funcionar a combustión externa, ésta se puede controlar fácilmente haciendo que la combustión sea casi completa, disminuyendo las emisiones toxicas para el medio ambiente.

El motor Stirling es seguro y tiene un nivel de ruido más bajo que los motores de combustión interna.

Su construcción es simple en comparación con los motores de combustión interna, por lo que puede ser fabricado en el país.

El costo de fabricación de este prototipo de motor Stirling es de aproximadamente, 16 US$/W de potencia al eje. Para la generación de energía eléctrica sólo habría que sumarle el precio del generador.

El motor Stirling podría utilizarse en zonas rurales, para la generación de energía eléctrica a pequeña escala, y la generación de energía mecánica (para el accionamiento de bombas, ventiladores, etc.), con bajos niveles de ruido, pudiéndose utilizar, en principio, cualquier tipo de combustible.

Para obtener más potencia con un motor Stirling y reducir su tamaño es necesario la presurización de éste y utilizar otros gases como fluido de trabajo, o, también cambiar el tipo de configuración constructiva de éste para facilitar su construcción. Y por supuesto incluir un material regenerador dentro del motor, esto es debido a la mayor masa de aire que se tiene al presurizar.

12 Resultados también tomados de otros motores más desarrollados de la rama Stirling (véase la bibliografía)

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BIBLIOGRAFIA

Darlington, R. y Strong, K. (2005). Stirling and Hot Air Engines: Designing and Building Experimental Model Stirling Engines. Crowood Press.

http://www.estudioscontemporaneos.uji.es/uploads/media_items/indicaciones-para-el-trabajo-de-m%C3%A1ster.original.pdf

http://bib.us.es/aprendizaje_investigacion/guias_tutoriales/tutoriales/guia_inv_24-ides-idweb.html

http://mcensustainableenergy.pbworks.com/w/page/32178486/Solar%20Parabolic%20Dish%20CSP

http://www.elsnorkel.com/2002/03/sistemas-de-propulsion-stirling-aip.html

http://www.stirlingengines.org.uk/manufact/manf/misc/usswe.html

http://www.google.com/patents/US7469760

http://www.google.com/patents/US20130269343

http://www.stirlingengine.com/faq/

http://en.wikipedia.org/wiki/Applications_of_the_Stirling_engine

http://mstirling.wordpress.com/2008/01/29/aplicaciones-de-los-motores-stirling-aviacion/

http://e-archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/7869/Proyecto%20Dish%20Stirling.pdf?sequence=1

http://www.elsnorkel.com/2002/03/sistemas-de-propulsion-stirling-aip.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Propulsi%C3%B3n_independiente_de_aire

http://www.airsport-corp.com/fourpartstirling.html

http://www.airsport-corp.com/stirlingresources.html

http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/756/1/aguero_zv.pdf

www.stirlingengine.com

http://ventanadelaciencia.blogspot.com/2007/12/el-motor-stirling-en-aplicaciones-de.html

http://auto.howstuffworks.com/stirling-engine2.htm

http://www.moteur-stirling.com

http://www.todomotores.cl

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