Tecnologia

MOTORES STIRLING

Introdução
Este trabalho foi dividido em duas partes para facilitar a compreensão do motor de Stirling. Em primeiro lugar, explicaremos o ciclo de Stirling. Só assim poderemos ter a base necessária para entender o funcionamento e a eficiência do motor e a aplicação do ciclo no mesmo.
Ciclo de Stirling
Aumentos significantes na eficiência térmica de usinas de turbinas a gás podem ser realizados através de ¨intercooling¨, reaquecimento e regeneração. Existe um limite econômico para o número de estágios que podem ser construídos e normalmente não podem ser mais de dois ou três .
Um ciclo que usa um regenerador é o ciclo de Stirling, mostrados nos diagramas P-v e T-s .O ciclo consiste de quatro processos internamente reversíveis em série : compressão isotérmica do estado 1 para 2 a uma temperatura Tc , aquecimento a volume constante do estado 2 para 3 , expansão isotérmica do estado 3 para 4 a uma temperatura TH , e resfriamento a volume constante do estado 4 para 1 para completar o ciclo. Um regenerador cuja eficiência é de 100% permite que o calor rejeitado durante o processo
4-1 ser usado como a entrada de calor no processo 2-3 . Concordantemente, todo o calor adicionado externamente ao fluído atuante tomaria lugar no processo isotérmico 3-4 e todo calor rejeitado para o meio ocorreria no processo isotérmico 1-2 . Daí pode ser concluído que a eficiência térmica do ciclo de Stirling é fornecido pela mesma expressão da eficiência térmica do ciclo de Carnot.

Prova: Para um processo a uma temperatura constante de um gás ideal:
Q = W = pV ln(V2/V1)
A eficiência térmica do ciclo de Stirling é t = (Qs - Qr) / Qs = [p1V1 ln (V2/V1) - p3V3 ln (V3/V4)]/ p1V1 ln (V2/V1)
= [mRT1 ln (V2/V1) - mRT3 ln (V3/V4)]/ mRT1 ln (V2/V1)
Mas
V2 = V3 e V1 = V4
Assim V2/V1 = V3/V4 e t = ( T1 - T3) / T1 = ( TH - TL) / TH = 1- TL/TH
O ciclo de Stirling , assim como o de Ericsson , são principalmente de interesse teórico de ciclos que possuem a mesma