domingo, 8 de janeiro de 2012

Motor stirling UCP



Motor stirling, desenvolvido pelos alunos do Centro de Engenharia Mecânica da Universidade Católica de Petrópolis, apartir de materiais recicláveis como: Lata de biscoito, tubo e tampão de PVC, resina epóxi, papel cartão, etc.

O motor Stirling é um motor de combustão externa, teoricamente, é a máquina térmica mais eficiente possível.

Foi aperfeiçoado pelo pastor escocês Robert Stirling em 1816, auxiliado pelo seu irmão engenheiro.

Este tipo de motor funciona com um ciclo termodinâmico composto de 4 fases e executado em 2 tempos do pistão: compressão isotérmica (=temperatura constante), aquecimento isométrico (=volume constante), expansão isotérmica e resfriamento isométrico. Este é o ciclo idealizado (válido para gases perfeitos), que diverge do ciclo real medido por instrumentos. Não obstante, encontra-se muito próximo do chamado Ciclo de Carnot, que estabelece o limite teórico máximo de rendimento das máquinas térmicas.

O motor Stirling surpreende por sua simplicidade, pois consiste de duas câmaras em diferentes temperaturas que aquecem e resfriam um gás de forma alternada, provocando expansão e contração cíclicas, o que faz movimentar dois êmbolos ligados a um eixo comum.

Esse tipo de motor apresenta diversas vantagens: é pouco poluente pois a combustão é contínua, e não intermitente como nos motores Ciclo de Otto e Ciclo Diesel, permitindo uma queima mais completa e eficiente do combustível. Por isso é muito silencioso e apresenta baixa vibração (não há "explosão"). É verdadeiramente multi-combustível, pode utilizar praticamente qualquer fonte energética: gasolina, etanol, metanol, gás natural, óleo diesel, biogás, GLP, energia solar, calor geotérmico e outros. Basta gerar uma diferença de temperatura significativa entre a câmara quente e a câmara fria para produzir trabalho (quanto maior a diferença de temperatura, maior é a eficiência do processo e mais compacto o motor).

Sua maior desvantagem consiste na dificuldade de dar partida e variar sua velocidade de rotação rapidamente, sendo complicado seu emprego em veículos como carros e caminhões, embora modelos de propulsão híbrida (elétrico e motor térmico) possam ser viáveis. Também há problemas técnicos a serem resolvidos quanto ao sistema de vedação, que impede o vazamento do fluido de trabalho, particularmente quando se empregam gases inertes e leves (hélio, hidrogênio), dífíceis de serem confinados sob alta pressão sem escaparem para o exterior. Alem disso, por ser uma tecnologia pouco difundida, os motores stirling são mais caros, tanto na aquisição quanto na manutenção.

Nesta apresentação, a diferença de temperatura entre as fontes quente e fria não é tão elevada pois estamos trabalhando apenas com duas velas como fonte de energia térmica e o ar ambiente, em torno de 17°C, como fonte de troca de calor.
Em outr apresentação mostramos o mesmo motor, trabalhando com a mesma fonte de energia térmica, porém a fonte de troca de calor é o gelo seco, cuja a temperatura é em torno de - 65 °C. Ver link: http://www.youtube.com/watch?v=dnRx5jE4-AI
Com isso podemos comprovar a maior eficiência do motor, quando há uma diferença de temperaturas maior entre as fontes quente e fria.