Energías limpias: Motor Stirling

Re: Motor Stirling

Terrazo, creo que sí se puede cambiar el nombre del hilo.

Échale un vistazo a este enlace: http://www.infojardin.com/foro/showthread.php?t=132141&highlight=cambiar+titulo

 

Re: Motor Stirling

Bueno, vamos despacico, pero vamos.

Estoy haciendo ahora el tercer motor stirling con bastantes mejoras, pero antes de terminarlo quise probar una cosa en el motor del mensaje #1 de este hilo: Sustituir el conjunto cilindro y pistón de fuerza por otro mas eficiente:

En el motor del comentario #1 el cilindro era un tubo de cobre de fontanería que puede parecer redondo a simple vista, pero de eso nada. Es un auténtico ovoide. Así, si intentamos poner un pistón perfectamente cilindrico nos encontramos con que no encaja. Entonces hay que poner un diametro menor y queda una zona sin sellar por la que se escapa el aire.

La gracia de un motor stirling consiste en que el aire no debe fugarse del interior del motor. En un motor de explosión típico el aire entra de la atmósfera, es sometido a combustión con el combustible, y después sale como gases de escape. En un motor stirling no: Todo ocurre en el interior en un ciclo cerrado, sin que entre ni salga aire.

Ví la necesidad de utilizar un conjunto cilindro/pistón que ofrezca un sello o hermeticidad mejor. Las tuberías de cobre, aluminio, hierro e incluso acero típicas del mercado no son perfectamente redondos.

Opciones hay muchas, yo elegí la de partir de uno de esos tubos imperfectos y someterlos a una operación de mecanizado en torno (mandrinado) que les da una cualidad circular casi perfecta.

Como pistón utilizo un simple trozo de teflón cilindrico también debastado y terminado con lija en el torno hasta llegar al diametro óptimo: El pistón pasa libremente por el cilindro pero no deja pasar el aire. La razón de usar teflón es por sus excelentes propiedades: Es barato, soporta más de 200ºC sin deformarse, es anti-rozamiento, y aguanta la mayoría de productos quimicos, es muy estable.

El video:

 

Re: Motor Stirling

gracias por tus explicaciones Terrazo, encontrar tus explicaciones e inventos es como encontrar un oasis cuando uno está sediento. saludos.

 

Re: Motor Stirling

Hola biel, vamos a ver si partiendo desde estos prototipos conseguimos montar un cachivache del tamaño de una lavadora y que nos produzca un buen puñado de watios. Este motor sería un buen candidato a ponerle un alternador homemade (casero) como el descrito en la página otherpower.com que trata sobre energía eólica. No por casero este alternador es malo, muy al contrario: es altamente eficiente y consigue buena corriente desde bajas RPM, cosa que comparten las máquinas eólicas y este motor stirling.

 

Re: Motor Stirling

Ufff!!... ha costado un poquito mas que los anteriores, pero ha sido cosa de 10 dias nada mas.

Este es mi tercer motor stirling, y lleva novedades:

1. Es horizontal y no vertical. Con esto creo que se evita un fenómeno indeseable: La eficiencia de estos motores es tanto mayor cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre la parte que recibe el calor (caliente) y la parte alta (fria). En una disposición vertical el fenómeno de propagación del calor por convección nos está haciendo la puñeta, pues el calor se propaga con facilidad....verticalmente.

En cambio, en un motor horizontal el calor sube sin afectar a la parte fría.

2. Tiene refrigeración por agua. La lata mas ancha que rodea al cilindro desplazador está llena de agua y sellada por ambos lados. A medida que el calor viene desde la parte caliente, llega un momento en que el agua evita que la temperatura suba de 100ºC, pues mientras haya agua ésta se evaporará absorbiendo así el exceso de calor. Esto mejora el rendimiento del motor.

3. No hay cigüeñal. Las bielas van directamente al volante de inercia

4. El hogar o sitio donde se pone la fuente de calor creo que está mejor hecho que en modelos anteriores. Se calienta una sección mayor del cilindro desplazador y el calor queda más "recogido".

5. Cilindro desplazador y pistón desplazador mas grandes. Y la potencia ha mejorado bastante-bastante, pues hay que tener en cuenta que antes se movía un CD y ahora se mueve una tapadera de un bote de pintura que pesa mas que el CD.

Mis sospechas se han confirmado. Hay muchos videos de motores stirling y algunas explicaciones, pero los detalles técnicos no abundan. Mi duda era: Si hago un cilindro desplazador el doble de grande (aumentando proporcionalmente el pistón desplazador) y a pesar de que la camara de aire es practicamente la misma -en volumen- que en el modelo anterior, ¿aumentará la potencia?

A la vista está que sí. Y eso, insisto, a pesar de que el volumen de aire puesto en juego es practicamente el mismo, pues aunque el cilindro es el doble de grande, también el pistón es ahora una lata de cerveza de medio litro. Creo que esta mejora se debe a una mejor separación entra parte fría y parte caliente.

Mi próximo stirling quiero que haga algo útil y concreto ya, como generar electricidad; pero antes esperaré haciendo funcionar a estos dos motores en plan banco de pruebas, para ver por donde fallan, por donde se rompen y evitar hacer una maquina muy bonita pero que siempre esté rota.

Video:

 

Re: Motor Stirling

enhorabuena Terrazo por tus logros y gracias como siempre por compartirlos.
y una pregunta ya que estamos, si trabajases con una máquina que el motor siempre funciona a máxima potencia, que harías para preservarla lo mejor posible y que durase el máximo?
lo que hago de momento es el mantenimiento a rajatabla y con los mejores aceites, anticongelantes, grasas, etc que siempre procuro buscar y no permitir que yendo a máxima potencia vaya además forzada en la cantidad de trabajo, aunque algunas veces es dificil (pocas afortunadamente).
saludos.

 

Re: Motor Stirling

Hola biel, no sé a qué maquina te refieres, pero por regla general no es bueno hacer funcionar a tope a ninguna máquina. Y si se hace, que sea por poco tiempo. Ya lo dice la "profecía de Poulsen" de la Ley de Murphy:

Si se hace funcionar cualquier cosa al 100% de su capacidad, se rompe.

Una buena forma de nadar y guardar la ropa es adquirir maquinaria cuya reparación no sea cara ni complicada y que los repuestos sean fáciles de encontrar.

 

Re: Motor Stirling

Interesantísimo Terrazocultor.
Durante un tiempo yo también estuve interesado en los motores de ciclo Stirling, y aunque no llegué a construir ninguno sí leí bastante. En algún sitio leí que para mejorar la eficiencia se puede:
- Mejorar la transferencia de calor al fluido, con radiadores, por ejemplo.
- Disminuir todo lo posible el volumen muerto.
- Usar un fluido bajo presión, aunque ésto complica bastante el diseño.
- Si se hace lo anterior, ya puestos se puede usar un fluído con mejores características que el aire, como el helio. El ideal sería el hidrógeno, pero no voy a ser yo el que acerque hidrógeno a una llama.

Por cierto, hay diseños de motores autoiniciantes.

Como curiosidad os comento que el reverendo Stirling era un cura escocés del siglo XIX, que buscaba una forma de evitar los frecuentes accidentes que se producían al explotar las máquinas de vapor, abrasando a todo el que pillaba cerca. El motor Stirling, al no trabajar a presión, no puede explotar.

Saludos,
Ramiro

 

Re: Motor Stirling

Hola ramiro,

Algunas cosas de las que dices para mejorar el rendimiento se pueden hacer facilmente, otras no tanto.

Una fácil (y que ya estoy haciendo) es lo de hacer lo mas pequeño posible el volumen muerto a ambos lados del desplazador. El método es bastante sencillo:

1. Determinar la carrera del piston. Por ejemplo: 36 mm
2. Cuando se fija el perno de la biela en el volante de inercia (o a la hora de hacer el cigüeñal, en su caso), se hará a un radio de (en este ejemplo):

(36/2)-1

ese "-1" mm será el que nos proporcione un espacio muerto mínimo: el justo para que el pistón no golpee en los extremos.

Sobre usar fluidos a presión no he visto nada, pero sí sobre el uso de gases como los que mencionas: hidrógeno y helio, y esto es porque son mucho mejores conductores del calor que el aire, lo que hace que los ciclos expansión-contracción se realicen con mayor rapidez, lo que se traduce en una mayor velocidad de funcionamiento. Pero esto conlleva problemas de ingenieria (sellado perfecto) que escapan a un taller medio.

Así que usaremos la ley del "cuanti":

"Cuanti" mas grande sea el motor, mas energía generará. Es decir, haremos el motor con el tamaño necesario para cubrir nuestra aplicación. Será de un tamaño mucho más grande que el que fabrique la NASA, eso desde luego, pero también tenemos a favor que lo habremos hecho con tecnología de "martillo y serrucho": En nuestra casa.

Si, lo he visto mencionar por ahí.
No es para mí ningún problema el tener que arrancarlo manualmente, pero el otro día se me ocurrió una idea: Si uno de estos motores stirling lo pongo a generar electricidad para cargar baterías y el generador fuese un motor de cc, como estos motores son reversibles, resulta que con un pulsador y algún diodo como antiretorno puedo usar ese motor como motor de arranque, y una vez arrancado suelto ese pulsador y el motor queda ahora como generador cargando la misma batería que lo hizo arrancar al stirling. Pero esto lo veo mas una virguería que un asunto práctico (me refiero a mis aplicaciones, a lo mejor en otra aplicación sería imprescindible un motor autoarrancable).

En otro post pondré algunas cosas que he sacado en claro de estos motores.

 

Re: Motor Stirling

Antes que nada quisiera felicitarte Terrazo por que este es unos de los mejores post que he visto ya que nos muestras otra obra maestra tuya. El progreso es fantastico. Tus objetivos son muy nobles, por eso velo para que sigas adelante!

Quisiera hacer muchas preguntas pero mejor voy por parte.

-es posible construir un pequeño alternador en casa?, es decir un alternador que genere pequeños watts a partir de pequeñas fuerzas mecanicas como la de un motor stirling como el tuyo? ,
-lo has visto en algun sitio?, alguna foto?, existen en el mercado?. Gracias

 

Re: Motor Stirling

hola TERRAZO!...MUY BUENO TU POST!!! te dejo algo q acabo de sacar de internet,tal vez no tiene nada q ver con el tema d los motores, pero si con el concepto de generar energia d una manera no toxica...a mi me encanto la idea ,no se si es posible llevarla a la practica

 

Re: Motor Stirling

Hola, a mi tambien me encantan los motores stirling, que funcionan unicamente con una fuente de calor externa.
Si a alguno os interesan estos motorcitos, agregaros a mi facebook:
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