Stirling Engine | An ingenious invention

Summary

El motor de Stirling es un ingenioso dispositivo que convierte las diferencias de temperatura en movimiento recíproco. Inicialmente inventado por Mr. Roberts, este motor utiliza un cilindro aislado denominado desplazador para separar placas frías y calientes, permitiendo el cambio de aire entre ellas. Cuando la placa inferior está calentada, el aire se calienta y su presión aumenta, empujando un pistón de energía hacia arriba. Este movimiento es utilizado para mover el desplazador y repetir el ciclo. Aunque los motores de Stirling son eficientes en la conversión de energía, su lentitud en responder a demandas de potencia y su mayor peso y costo los han relegado a aplicaciones especiales, como la extracción de energía solar. Un ejemplo fue la planta de energía solar de Maricopa, que usaba esta tecnología pero fue abandonada por preocupaciones ambientales. Los motores de Stirling siguen siendo un candidato interesante para futuras aplicaciones en la energía limpia.

Takeaways

• 🔧 El motor de Stirling es un dispositivo interesante que utiliza diferencias de temperatura para crear movimiento rotativo.
• 🌡️ Al colocar un bloque de hielo debajo del motor, este comienza a girar en una dirección, mientras que con agua caliente, gira en la dirección opuesta.
• 🧱 El motor de Stirling fue inventado por Mr. Roberts y utiliza una placa caliente y una fría para crear un ciclo de aire que resulta en movimiento.
• 🛠️ Un cilindro aislado llamado desplazador aísla las placas y permite el movimiento del aire entre ellas, provocando cambios de presión.
• 🔥 La presión aumenta cuando el aire se calienta, lo que permite mover un pistón de potencia y, a su vez, mover el desplazador.
• 🔁 El motor de Stirling utiliza un eje giratorio para conectar el pistón de potencia y el desplazador, con un cigüeñal para mantener la inercia.
• ⏳ El motor opera en un ciclo continuo, donde el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo, y el desplazador se desplaza para controlar el flujo de calor.
• ❄️ Al usar un bloque de hielo, la presión dentro del motor es menor que la presión atmosférica, lo que hace que el pistón se mueva hacia abajo y el motor gire en sentido contrario.
• 🚗 Los motores de Stirling no son comunes en automóviles debido a su lentitud para responder a demandas de potencia variables y su mayor peso y costo.
• ☀️ Los motores de Stirling son eficientes en la conversión de energía y pueden ser ideales para la extracción de energía solar.
• 🌳 Una central de energía solar en Maricopa, basada en tecnología de motores de Stirling, fue capaz de producir 1.5 megavatios de electricidad, aunque más tarde fue abandonada por preocupaciones ambientales.
• 🔍 Se espera que los ingenieros modernos encuentren nuevas aplicaciones para esta inventiva creación de Robert Stirling.

Q & A

¿Qué es un motor de Stirling?

Un motor de Stirling es un dispositivo que utiliza la diferencia de temperatura entre dos placas para crear movimiento recíproco y generar energía.

¿Quién inventó el motor de Stirling?

El motor de Stirling fue inventado por Mr. Roberts.

¿Cómo funciona el motor de Stirling?

El motor de Stirling funciona separando placas calientes y frías con un material aislado y un cilindro disipador. La variación de presión del aire debido a los cambios de temperatura es utilizada para mover un pistón de poder.

¿Por qué el motor de Stirling rota en direcciones opuestas dependiendo de si hay un bloque de hielo o agua caliente?

Cuando hay un bloque de hielo, la presión dentro del motor es menor que la presión atmosférica, lo que hace que el pistón se mueva hacia abajo y el motor gire en una dirección. Al usar agua caliente, la presión dentro es mayor, haciendo que el pistón se mueva hacia arriba y el motor gire en la dirección opuesta.

¿Cómo logra el motor de Stirling el movimiento recíproco?

El motor de Stirling logra el movimiento recíproco al utilizar la presión del aire aumentada para mover un pistón de poder, el cual también mueve el disipador hacia arriba o hacia abajo, creando así un ciclo continuo de movimiento.

¿Por qué no se usan motores de Stirling en automóviles?

Los motores de Stirling son lentos para responder a demandas de energía variables y requieren de control de temperatura en las placas superior e inferior, lo que lleva tiempo. Además, son más pesados y costosos en comparación con otros tipos de motores.

¿Cuál fue un ejemplo de aplicación práctica del motor de Stirling?

La planta de energía solar de Maricopa, que entró en funcionamiento en 2010, se basó en la tecnología del motor de Stirling y era capaz de producir 1.5 megavatios de electricidad.

¿Por qué la planta de energía solar de Maricopa fue abandonada?

La planta de energía solar de Maricopa fue abandonada debido a preocupaciones ambientales.

¿Qué es el cilindro disipador en un motor de Stirling?

El cilindro disipador es un elemento de aislamiento que separa las placas calientes y frías, permitiendo el control del flujo de calor y la presión del aire dentro del motor.

¿Qué función cumple la polea adicional y el volante en el motor de Stirling?

La polea adicional conectada al mismo eje del pistón de poder, pero desplazada 90 grados, se utiliza para mover el disipador. El volante, o flywheel, ayuda a mantener la velocidad y el movimiento uniforme del motor.

¿Cómo afecta la diferencia de temperatura entre las placas superior e inferior el rendimiento del motor de Stirling?

Una mayor diferencia de temperatura entre las placas superior e inferior aumenta la velocidad y la potencia del motor de Stirling, ya que produce una mayor variación de presión del aire.

¿Por qué los motores de Stirling tienen una alta eficiencia de conversión de energía?

Los motores de Stirling tienen una alta eficiencia de conversión de energía porque utilizan la diferencia de temperatura de manera eficiente para generar movimiento recíproco y, por lo tanto, energía, con un ciclo de trabajo que minimiza las pérdidas de energía.