Exposicion Termodinamica segunda ley Vol. 4.pptx

Termodinamica exposicion

1. Ciclo de Stirling Equipo: Castro Yamil Escalante Roberto Garcia Oscar Leal Oscar Munguia German Palafox Kevin Instituto Tecnológico de Los Mochis Ingeniería Mecatrónica 4to Semestre Fundamentos de Termodinamica Maestra: Olga Idalia Soto Grijalva 07/05/2024

2. Robert Stirling Religioso e ingeniero inglés, nacido en Cloag (Escocia) el 25 de octubre de 1790 y muerto en 1878, al que se atribuye la invención del motor de aire caliente, conocido también como motor Stirling. En aquella época en la que comenzaban a implantarse las máquinas de vapor, eran frecuentes los accidentes causados por la explosión de la caldera de vapor o de los cilindros. Robert, preocupado por este hecho, ideó un motor más seguro que su hermano James desarrolló mecánicamente.

3. Motor Stirling: El ciclo Stirling es un ciclo de compresión y expansión de un gas en donde se utilizan dos niveles de temperatura que hace que haya una conversión neta de de energía térmica en trabajo mecánico. Al igual que la máquina de vapor, el motor Stirling se clasifica tradicionalmente como un motor de combustión externa ya que todas las transferencias de calor con el gas de trabajo se hacen a través de la pared del motor. En cambio, en un motor de combustión interna la entrada de calor se hace por la combustión de una combustible dentro del cuerpo del fluido de trabajo.

4. Ciclo ideal de Stirling Proceso 1-2: Expansión isotérmica del fluido de trabajo con el suministro de calor desde el calentador. Expansión a temperatura constante. 1 Proceso 2-3: Eliminación de calor isocórico del fluido de trabajo al regenerador. Proceso a volumen constante. 2

5. Ciclo ideal de Stirling Proceso 3-4: Compresión isotérmica del fluido de trabajo con eliminación de calor al refrigerador. 3 Proceso 4-1: Calentamiento isocórico del fluido de trabajo con el suministro de calor desde el regenerador. Proceso a volumen constante. En este punto es donde el gas está a menor temperatura. 4

6. Diagramas:

7. Ventajas: El aporte de calor es externo, por lo que las condiciones de combustión son flexibles. Funciona con cualquier fuente de calor, no solo por combustión. Se puede usar un proceso de combustión continua, por lo cual se pueden reducir la mayor parte de las emisiones (hollines, hidrocarburos, …). La mayoría de los motores Stirling tienen los mecanismos y juntas en el foco frío, y por tanto necesitan menos lubricación y duran más que otras máquinas alternativas. Los motores Stirling tienen varias ventajas que los hacen atractivos en ciertas aplicaciones:

8. Desv entajas: Baja densidad de potencia debido a la combustión externa, lo que condiciona su tamaño. Dificultad en la construcción del motor para sellar el fluido de trabajo durante toda la vida útil, lo que eleva su coste. Se requieren grandes superficies de intercambios de calor, lo que hace aumentar desmesuradamente su tamaño en comparación con los motores de combustión interna. Largo tiempo de encendido y apagado del motor. Lento tiempo de respuesta. Un motor Stirling no puede arrancar instantáneamente, tiene que primero “calentarse”. A pesar de sus ventajas, los motores Stirling también tienen algunas limitaciones y desventajas:

9. Tipos de configuraciones: La configuración Alfa consta de dos cilindros sin desplazamiento y dos pistones desfasados ​​90 grados. Cada cilindro corresponde a una zona fría y caliente. La parte caliente se suele calentar mediante un sencillo dispositivo, mientras que la parte fría se puede dejar a temperatura ambiente. Al enfriar se puede aumentar la diferencia de temperatura y se pueden aumentar el rendimiento del motor. El motor Beta consta de un solo cilindro que alberga tanto la zona fría como la caliente, las cuales están separadas por un émbolo que se mueve debido a la contracción y expansión del aire, causando a su vez el movimiento de aire y el consiguiente movimiento del pistón.

10. Tipos de configuraciones: La Configuración Gamma parece tener el montaje más sencillo debido a que separa las cavidades del émbolo y del pistón. Consta de 2 cilindros, cada cual alberga el pistón (zona fría) y el émbolo (zona caliente). Presenta simplicidad de montaje y un sellado más sencillo que el Alfa, pero cuenta con una relación de compresión baja comparado con Alfa o Beta.

11. Aplicaciones: MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA: S e utiliza para convertir energía térmica que se genera por combustión de un combustible en energía mecánica. GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA : Se utilizan en generadores de energía, especialmente en aplicaciones donde hay una fuente de calor constante. CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN: El ciclo Stirling puede utilizarse para generar calor o frío de manera eficiente

12. 1er Problema de ciclo Stirling 9-75 Un ciclo Stirling ideal opera con 1kg de aire entre depósitos de energía térmica a 27 °C y 527 °C. La presión máxima en el ciclo es 2,000 kPa, y la presión mínima en el ciclo es 100 kPa. Determine el trabajo neto que se produce cada vez que se ejecuta este ciclo, y la eficiencia térmica del ciclo. (Calores esp. ctes.). DATOS: m = 1 Kg Pmáx = 2,000 Kpa Th = 527 °C = 800.15 K Pmín = 100 Kpa Tl = 24 °C = 300.15K

13. 1er Problema de ciclo Stirling

14. 2do Problema de ciclo Stirling

15. 2do Problema de ciclo Stirling

16. Referencias Alumnos, Q., De esta primera etapa, E. Q. T. se E. B. I. Q. S. F. E. L. al F., de enseñanza_aprendizaje que nos sorprendió a todos, C. E. N. M., & trabajando y no bajar los brazos., E. P. Q. N. I. a. S. (s/f). Título: MOTORES STIRLING Y ENERGIA SOLAR I. Edu.ar. Recuperado el 6 de mayo de 2024, de https://educacion.sanjuan.edu.ar/mesj/LinkClick.aspx?fileticket=Vv4D6xJnoTA%3D&tabid=678&mid=1743 Ciclo de Stirling. (s/f). Tesla.us.es. Recuperado el 6 de mayo de 2024, de http://tesla.us.es/wiki/index.php/Ciclo_de_Stirling Flores, R. D. Q. (17 de Julio de 2021). Ciclo Stirling- descripción, fórmulas, aplicaciones y efectos ambientales. https://www.youtube.com/watch?v=DTA6FVxwOQI Pamela Martínez Gay Balmáz-Nibia Ivana López Acosta. (s/f). Biografía Robert Stirling. Edu.uy. Recuperado el 6 de mayo de 2024, de https://rea.ceibal.edu.uy/elp/personajes-y-asuntos-humanos-la-biografia/biografa_robert_stirling.html Savall-Alemany, F., Esparza-García, M., Álvarez-Herrero, J. F., & Rosa-Cintas, S. (2020). Determinación del rendimiento de un motor de Stirling usando Arduino: una propuesta para la enseñanza de la termodinámica en los cursos introductorios. Revista Brasileira de Ensino de Física, 42, e20200279. https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2020-0279

17. ¡Gracias! rob_cet10 antonio_garcia_17a yamiltime mr_german02 kevingonzalez0259 oscarleal_1