Motorul Stirling

Proiect
8/10 (1 vot)
Domeniu: Energetică
Conține 1 fișier: doc
Pagini : 14 în total
Cuvinte : 4390
Mărime: 1.21MB (arhivat)
Cost: 7 puncte
Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: Biris Ioan
Universitatea Tehnica Cluj-Napoca Facultatea de Stiinta si Ingineria Mediului

Extras din document

Introducere

Motorul Stirling conceput in 1816 de scotianul Robert Stirling este un “motor cu ardere externa” la care agentul de lucru este un gaz care parcurge un ciclu termodinamic intr-un sistem inchis. Pus in umbra de motoarele Otto si Diesel o lunga perioada de timp, motorul Stirling a revenit in actualitate datorita avantajelor ce le prezinta din punct de vedere ecologic si de utilizare a energiilor neconventionale, in special e energiei solare, pentru producerea de energie mecanica. Are un randament termic ridicat, poate utiliza orice tip de combustibil, poate valorifica energia termica reziduala din diferite instalatii termice. Aplicatii largi se intalnesc la antrenarea pompelor de caldura sau a masinilor frigorifice precum si in domeniul cercetarii spatiului cosmic. NASA are la ora actuala un departament de cercetare special pentru motoarele Stirling. Exista la dispozitia celor interesati motoare Stirling cuprinse intre 10 si 200 kW, dar s-au construit astfel de motoare si pentru puteri de 5000 de kW. Alte aplicatii sunt: antrenarea autovehiculelor, in centrale termoenergetice, in sitemele de incalzire cu cogenare etc.

În familia maşinilor termice, motorul Stirling defineşte o masina termica cu aer cald cu ciclu închis regenerativ. În acest context, “ciclu închis” înseamnă că fluidul de lucru este într-un spaţiu închis numit sistem termodinamic, pe când la maşinile cu “ciclu deschis” cum este motorul cu ardere interna şi anumite motoare cu abur, se produce un permanent schimb de fluid de lucru cu sistemul termodinamic înconjurător ca parte a ciclului termodinamic. În mod obişnuit motorul Stirling este încadrat în categoria motoarelor cu ardere externă cu toate că sursa de energie termică poate fi nu numai arderea unui combustibil ci şi energia solara sau energia nucleara. Un motor Stirling funcţionează prin utilizarea unei surse de caldura externe şi a unui radiator de căldură, fiecare din acestea fiind menţinut în limite de temperatură prestabilite şi o diferenţă de temperatură suficient de mare între ele.

Principiul de functionare este simplu. Diferenta de temperatura dintre doua surse de temperatura este “parametrul motor” care permite transformarea caldurii in lucru mecanic. Natura surselor de caldura si a agentului de lucru este indiferenta, acesta fiind cel mai mare avantaj al masinilor ce lucreaza dupa acest ciclu termodinamic. Motoarele Stirling se in intalnesc in doua variante constructive, cu un singur cilindru sau cu doi cilindrii. In ambele cazuri sunt doua pistoane: unul cald si unul rece care se misca cu un defazaj de 90°. Intre spatiile de lucru ale celor doua pistoane se afla un schimbator de caldura regenerativ care separa doua surse de caldura de temperaturi diferite. Gazul care parcurge ciclul termodinamic al motorului ajunge succesiv in contact cu sursa calda si cu sursa rece, luand si respectiv cedand caldura. Lucrul mecanic produs este teoretic egal cu diferenta dintre caldurile schimbate.

In contact cu sursele de caldura agentul de lucru sufera o transformare izotermica, iar la trecerea prin regeneratorul de caldura este supus unei transformari izocore, realizata prin defazajul de miscare a celor doua pistoane

Motoarele Stirling moderne utilizeaza ca agent de lucru hidrogen sau heliu, la presiuni mari, etansari performante si solutii eficiente pentru transferul de caldura. Regenaratorul de caldura se materializeaza prin fire foarte fine de cupru care se incalzesc si se racesc alternativ.

2. Ciclul teoretic reversibil al motorului Stirling

Ciclul teoretic al unui motor Stirling este acelasi indiferent daca motorul este unul cu unul sau doi cilindrii si se compune din doua izoterme si doua izocore.

Pentru descrierea ciclului Stirling reversibil se presupune ca motorul are 2 cilindrii (fig.2)

La deplasarea pistonului cald 3 in jos are loc destinderea izotermica 1-2 a agentului de lucru. In aceasta transformare sistemul primeste de la sursa calda, cadura Q23. Simultan cu deplasarea ascendenta a pistonului 3 pe prima portiune, are loc deplasarea pistonului rece 4 in jos. In acest mod are loc trecerea agentului de lucru prin regeneratorul de caldura 5 care primeste caldura prin incalzirea firelor de cupru care il compun. Datorita sincronizarii miscarii celor doua pistoane, transformarea la care este supus agentul de lucru este izocora 2-3. Ca urmare gazul evolutiv isi micsoreaza presiunea si temperatura la p3, respectiv T3.

In continuare, pistonul rece 4 realizeaza comprimarea izotermica 3-4, fiind in contact cu sursa rece, cedeaza acesteia caldura.

Prin inversarea sensului de miscare a celor doua pistoane se realizeaza transformarea izocora 4-1 in cursul careia mediul evolutiv absoarbe de la regenerator caldura Q41, iar elementele active ale regenatorului se racesc.

Preview document

Motorul Stirling - Pagina 1
Motorul Stirling - Pagina 2
Motorul Stirling - Pagina 3
Motorul Stirling - Pagina 4
Motorul Stirling - Pagina 5
Motorul Stirling - Pagina 6
Motorul Stirling - Pagina 7
Motorul Stirling - Pagina 8
Motorul Stirling - Pagina 9
Motorul Stirling - Pagina 10
Motorul Stirling - Pagina 11
Motorul Stirling - Pagina 12
Motorul Stirling - Pagina 13
Motorul Stirling - Pagina 14

Conținut arhivă zip

  • Motorul Stirling.doc

Alții au mai descărcat și

Definirea Noțiunilor privind Calitatea Serviciului de Alimentare cu Energie Electrică

1. DEFINIREA NOŢIUNILOR PRIVIND “CALITATEA SERVICIULUI DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRICĂ” Cuvântul “calitate” işi are originea în latinescul...

Curbă zilnică de sarcină

Curba zilnica de sarcina -este o reprezentare grafica a modului de variatie a puterii electrice consummate pe parcursul unei zile Forma curbei de...

Mărimi și unități de măsură

AMPER (A) - unitate (fundamentala) de intensitate a curentului electric - Amperul este intensitatea unui curent electric constant, care mentinut in...

Te-ar putea interesa și

Tehnologiile integrate de producere a energiei și a biocombustibililor din biomasă

ADNOTARE În prezenta teză de licenţă a fost analizat şi valorificat potenţialulu de biomasă din zona de nord a RM şi utilizat în cadrul unei...

Studiul asupra motorului cu ardere internă - calculul coeficientului de umplere

INTRODUCERE Nikolaus August Otto (1832-1891) este un inventator german care (pe baza principiului care îi poartă numele) a realizat primul motor...

Proiectarea, Modelarea și Simularea Generatoarelor Sincrone în Sisteme de Congelare

INTRODUCERE Istoria conceptului de Energie Istoria dezvoltării conceptului de energie până la forma actuală este lungă şi plină de nuanţări...

Aspecte ale obținerii și uzurii injectoarelor pentru motoarele diesel

1.Scurt istoric al motoarelor cu aprindere prin compresie. Descoperirea efectelor presiunii atmosferice (Torricelli, 1608-1647) și aplicațiile ei...

Motorul Stirling

Istoric Motorul Stirling conceput în 1816 de scoţianul Robert Stirling (25. oct. 1790 -06.iun.1878 ) este un “motor cu ardere externă” la care...

Punerea în Funcțiune a Unei Turbine Eoliene în Funcționare Hibridă

Introducere Sistemele Hibride de Producere a Energiei Electrice (SHPEE) sunt sistemeautonome de generare a energiei electrice care includ mai mult...

Motorul Stirling

Istoric Descoperit în Scoția în jurul anului 1816 de către pastorul Robert Stirling, acest motor este unul cu ardere externă și, spre deosebire...

Construcția motorului Stirling

1. INTRODUCERE Denumirea de „maşini Stirling“ se referă la maşinile termice cu pistoane care funcţionează după ciclul termodinamic Stirling cu sau...

Ai nevoie de altceva?