STIRLING - IES Bernat Guinovart

STIRLING
http://www.physics.sfasu.edu/astro/courses/egr112/StirlingEngine/stirling.html
http://macguiver.blogspot.com/2006/09/constryete-tu-motor-stirling.html
http://www.physics.sfasu.edu/astro/courses/egr112/StirlingEngine/stirling.html
http://video.aol.com/video-detail/motor-stirling-casero-con-latas-dearvejas/1196098628/?icid=VIDURVTEC02
http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/mk_can.htm
http://www.stirlingengine.com/
http://www.mistirling.blogspot.com/
Bueno, te comento que lo que yo hice fue un motor de "juguete", solo con fin de
verlo funcionar y que no produce mucho trabajo. Con este esperaba aprender un
poco y demostrarme a mi mismo que no era imposible...
Tuve un par de intentos y la idea era justamente equivocarme para poder aprender
de mis errores.
Mi motor es el clasico LTD que funciona con el calor de la palma de la mano, salvo
que el mio por ahora necesita mayores diferencias de temperatura para funcionar.
Los "secretos" que pude obtener de mis errores fueron los siguientes:
El piston motor, conviene hacerlo más bien corto y gordo que largo y fino. Cuando
lo haces corto el brazo de palanca debe hacer mas fuerza, pero también tienes
mayor fuerza por haber aumentado la sección del pistón, así que los dos efectos se
compensan, por otro lado al ser menor el recorrido, se reducen las velocidades y la
fricción.
Por otro lado encontré que es muy importante que el desplazador llegue lo más
cerca posible a ambos extremos (de manera que apantalle mejor la fuente de calor
y la de frio). En mi caso directamente se apoya en ambas caras alternativamente,
algo que debo arreglar porque frena un poco el movimiento. Creo que voy a seguir
dejando que toque ambas caras en los fines de carrera pero voy a agregar algún
elemento elástico en la biela del desplazador para absorber y devolver la energía
mecánica en ambas zonas. Quizas lo bueno sería poner un elemento sumamente
elástico de forma que el movimiento en lugar de ser senoidal fuera casi cuadrado,
es decir, de forma que el desplazador se mantenga casi la mitad del tiempo
apoyado en una cara y la otra mitad en la otra. Creo que eso se acercaría más a un
ciclo de Carnot.
Es muy importante balancear el motor. contrapeso del lado opuesto al piston y
contrapeso del lado opuesto al desplazador.
En mi caso el motor hacía mucha mas fuerza en el hemiciclo de alta presion que en
el de baja. Por lo que le agregue un desbalanceo intensional para que en el ciclo de
baja presion hiciera fuerza el contrapeso por gravedad.
Es muy importante que el cilindro con el desplazador tenga la pared lateral de un
material aislante térmico. en mi caso usé cartapesta, aunque no lo creas (un
monton de capas de papel de periodico pegadas con cola vinilica) queda como una
especie de madera bastante resistente.
Revisar muy bien la hermeticidad. Usar silicona para las juntas.
El cilindro motor no debe ser de aluminio. Es algo que leí por ahí. Originalmente lo
hice en aluminio y no funciono. Parece que se crea como una especie de residuo
sobre sus paredes que aumenta la friccion.
Así es que debe ser de bronce. Yo usé un caño de latón (creo que es lo mismo que
el bronce).
El piston, ahora sí. debia ser hermético y con poco rozamiento, como iba a lograr
eso sin herramientas?????
solución:
Piston de epoxy!!!!!
Se limpia y pule bien el caño de latón por dentro.
se pinta con grasa por dentro
se llena con masilla epoxy.
se espera el fraguado.
al fraguar el epoxy queda de forma cilíndrica, de la medida justa y muy resistente.
yo lo retiré y le pasé un papel de lija muy fino, apenas para eliminar algún resto.
Otra cosa a tener en cuenta es que no se debe usar ningún tipo de lubricante en el
pistón, porque al tratarse de algo tan pequeño, es más la energía que se pierde por
viscosidad que la que se gana por la hermeticidad que se logra con el aceite.
una vez que está el pistón en el cilindro, debe caer por peso propio sin problema y
si tapas con un dedo por debajo, el pistón debe mantenerse por la presión o tardar
varios segundos en bajar.
Bueno, esto fue algo de lo que pude observar en mi motor, espero que te sirva para
lo que quieres construir
Si, todo lo que dices es correcto. Lo de las dimensiones del piston (mejor ancho y
corto que largo y estrecho) se debe a que presion (maxima cuando el aire esta
caliente segun la ecuacion de los gases PV=nRT) es fuerza por superficie, al
aumentar la superficie aumenta la fuerza (al mismo volumen de piston). Las
dimensiones de las camaras y la ecuacion de los gases es clave, porque la fuerza
debe vencer al rozamiento del eje. Puesto que el cambio de volumen debe ser
pequeño para que la presion aumente mucho (y con ella la fuerza), se puede optar
por largo y estrecho o ancho y corto, pero esta segunda opcion es mejor, ya que la
fuerza será: F=P*S (a igual presion, cuanta mas superficie, mas fuerza). El unico
limite es que si tienes mucha fuerza y sacas mucho par, entonces el regimen de
revoluciones disminuye, porque potencia es par por vueltas. Debe haber un punto
de equilibrio idoneo entre par y revoluciones.
Los equilibrios, efectivamente son muy importantes tambien, por eso es importante
tambien un buen volante de inercia (con compensaciones de pesos de los pistones
y la biela, ademas), para mantener el movimiento lo mas regular posible. Casi se
puede decir que cuanto mas volante de inercia, menos rozamiento (pues se
oponen), y mejor resultado, aunque aqui el limite lo marca el propio peso del
volante, que redondea el ciclo, pero añade rozamiento. Un buen calculo del volante
es complicado y aun no lo tengo claro, pero es crucial. Lo que si que tengo claro, es
que el volante, a igual peso, cuanto mas radio tenga mejor, porque mas inercia
tendrá. Un volante grande, ande o no ande...
Es cierto que hay que apantallar lo mas posible la cara caliente y fria, pero lo de
llegar a tocar con el desplazador me parece incorrecto, porque introduce fuerzas en
el ciclo que se oponen a el. Puedes absorberlas con algun tipo de biela flexible, pero
no creo que sea mejor que llegar a rozar pero sin apoyarse.
Efectivamente el cilindro desplazador debe estar hecho de un material mal
conductor (el carton no es mala idea, yo probe con madera, con un desplazador en
forma de prisma cuadrado en lugar de cilindrico, asi la camara del desplazador es
un prisma casi plano, pero de paredes rectas que se pueden hacer con liston de
madera).
Tambien es importantisimo lo de la silicona en las juntas, por supuesto. Pero lo que
mas me ha gustado de tu modelo es lo del piston de fuerza hecho de epoxy... Corro
inmediatamente a hacerme uno, a ver si de una vez consigo que funcione de forma
estable... Llegue a pensar que la unica forma sería el mecanizado con torno, del
que no dispongo.
No es descabellado conseguir un motor que de la potencia que haga falta. Solo es
cuestion (por lo menos teoricamente) de que tenga las dimensiones adecuadas y
este bien construido... ¡Siempre limitado por el rendimiento del Carnot, por
supuesto!
Yo no descarto conseguir uno que me de un buen rendimiento a partir de agua
caliente generada por cilindros parabolicos. No creo que llegue a Tc-Tf/Tc pero si
me da un 15% de conversion de calor en electricidad (y esto se puede conseguir
con agua a 90º contra agua a 20º, segun carnot: 19%), me doy con un canto en
los dientes.
diseño colector cilindro parabolico
internete
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Enhorabuena una vez mas por tu logro. No es facil, no