STIRLING

Robert Stirling desenvolveu o motor original em 1816. Um vasto número desses motores foram construídos e demonstrados obtendo-se uma boa performance com uma pequena quantidade de energia de saída. Eventualmente, outros tipos de motores substituiram o motor de Stirling. Entretanto, em alguns lugares do mundo, o uso limitado do motor continuou, primariamente para bombear água. Recentemente, o interesse pelo motor de Stirling ressurgiu, e o trabalho de desenvolvimento, conduzido principalmente na Europa é direcionado para a eliminação das dificuldades de operação que restringem o uso extensivo do motor.

O ciclo teórico do ciclo de Stirling é mostrado nos diagramas P-v e T-s. Todo o calor obtido de uma fonte externa é fornecido isotermicamente à temperatura TH. Calor é rejeitado isotermicamente à temperatuta TL para um recipiente ou depósito. Os dois processos de volume constante, 2-3 e 4-1, são realizados por transferência interna de calor, Q2-3 = - Q4-1. Essa transferência interna de calor é particularmente significante porque a transferência externa de calor é efetuada unicamente nos dois processos isotérmicos nas temperaturas altas e baixas do ciclo. A eficiência teórica do ciclo de Stirling é consequentemente igual a eficiência térmica do ciclo de Carnot para valores de temperaturas TH e TL.

Na comparação com um motor de combustão interna, o atual motor de Stirling é consideravelmente mais complexo. Uma simples máquina cilindro-pistão não pode ser construída, primariamente por causa da prescrita transferência de calor regenerativa e das dificuldades encontradas na tentativa de adquirir compressão isotérmica e expansão do fluído atuante.

O modelo original de Stirling foi baseado no conceito da utilização de um simples cilindro equipado com dois pistões. Uma versão moderna deste modelo é mostrada abaixo. Dois pistões, um êmbolo e um pistão de energia, operam por um virabrequim. Usualmente, o êmbolo guia o pistão de energia por 90°. O sistema fechado é