Tema: motor stirling

Hola a todos, me presento en el foro.

Estoy pensando en la construcción de un motor solar casero, dotado de un colector que enfoque los rayos solares en un punto en el que colocaría un motor Stirling. He estado buscando por internet y solo encuentro a la venta motores Stirling de jugete. Quisiera saber si alguien conoce de donde puede adquirirse uno pequeño pero que pudiese servir por ejemplo para generar electricidad.

Muchas gracias de antemano y perdón si he dicho alguna barbaridad.

Hola Cesio, sé que este motor ha sido investigado por diversas firmas mundiales a nivel experiemental, no creo que te sea fácil encontrar uno.

Tampoco sé si el ciclo termodinámico sería viable, supongo que estarás pensando en poner en colectores de concentración ya que una motor térmico ha de funcionar con elevada presión y temperatura para lograr un rendimiento aceptable.

Como supongo que estás pensando en ello de forma experimental, ¿has pensado en utilizar una turbina? De ellas existe una amplia oferta, en diverso rango de potencias. Las turbinas de vapor trabajan en unas condiciones de admisión genéricas de 350ºC-600ºC y de unos 10 bares en adelante....

Se que existen motores sitrling pequeños que no son juguetes, se utilizan en enseñanza como banco experimental para prácticas en universidades, pero valen muchísimo dinero.

En este link puedes ver como hacerte el tuyo de juguete propio:

http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/mk_can.htm

Gracias por vuestras respuestas mag y parapa, la página del motor ese ya la conocía aunque no lo he construido aún tengo pensado hacerlo.
Por otra parte el sistema que estoy buscando sería un estilo al siguiente estirling casero:

http://windstuffnow.com/main/stirling_generator.htm

El problema es que aparte de que no aporta mucha información sobre los pasos que ha seguido el autor en la construcción del mismo, probablemente las piezas se las haya hecho él mismo, cosa a la que no tengo acceso por no disponer ni de máquinas mecanizadorasa ni de experiencia en su uso.

Respecto a otros tipos de motores, creeis que sería posible conseguir de forma relativamente barata y casera conseguir mediante concentración solar, vapor en las condiciones que das Mag.

Como a todos los que nos apasiona este tipo de motor supongo que ya habras leido esta WEB de la planta solar de Almeria

http://www.psa.es/webesp/instalaciones/discos.html

No es que te den informacion,. pero si puedes aprovechar y visitar las instalaciones y preguntar por la empresas que llevan estos motores. Creo que estan a nivel de prototipos pero no cuesta nda preguntarlo. DEsle luego en USA si que tienen concentradores solares con motor stirling y producen energia que venden a la red.. Creo que la planta se llama sandia a algo asi,

http://www1.eere.energy.gov/solar/csp.htm

en todo caso puedes enviar un mail a ver que te responden. En USA todo se vende y se compra..Pruebalo

Saludos.....

Mira esta página, tienen kits simples, modelos de exposición y mucha información:

http://www.stirlingengine.com/

Su modelo "taza de cafe" es gracioso.

Saludos

Yo me hice uno!!!!
No lo podía creer cuando lo ví funcionar.
Claro que es un modelo de baja diferencia de temperatura muy modesto. Pero funciona.
Ahora estoy pensando en perfeccionarlo, me haré otros de "juguete" para seguir experimentando y luego pasaré a algo más grande...

Pues yo ya llevo tres intentos y tres abortos. No es tan facil hacerse un motor stirling como se cuenta por aqui. En mi humilde opinion, lo peor es encontrar buenos juegos de cilindro y piston.

internete
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PD: Lo mas que he conseguido son un par de decenas de pistonadas, pero al final se para. Y estoy casi convencido que he hecho mas numeros que muchos sobre el particular... (Ecuaciones de los gases, formas, dimensiones y pesos de las cavidades y pistones, volante de inercia, transferencias de calor, etc)

No es facil, no. Doy fe. Y tambien mi enhorabuena a los que lo han conseguido.

Bueno, te comento que lo que yo hice fue un motor de "juguete", solo con fin de verlo funcionar y que no produce mucho trabajo. Con este esperaba aprender un poco y demostrarme a mi mismo que no era imposible...
Tuve un par de intentos y la idea era justamente equivocarme para poder aprender de mis errores.
Mi motor es el clasico LTD que funciona con el calor de la palma de la mano, salvo que el mio por ahora necesita mayores diferencias de temperatura para funcionar.
Los "secretos" que pude obtener de mis errores fueron los siguientes:
El piston motor, conviene hacerlo más bien corto y gordo que largo y fino. Cuando lo haces corto el brazo de palanca debe hacer mas fuerza, pero también tienes mayor fuerza por haber aumentado la sección del pistón, así que los dos efectos se compensan, por otro lado al ser menor el recorrido, se reducen las velocidades y la fricción.
Por otro lado encontré que es muy importante que el desplazador llegue lo más cerca posible a ambos extremos (de manera que apantalle mejor la fuente de calor y la de frio). En mi caso directamente se apoya en ambas caras alternativamente, algo que debo arreglar porque frena un poco el movimiento. Creo que voy a seguir dejando que toque ambas caras en los fines de carrera pero voy a agregar algún elemento elástico en la biela del desplazador para absorber y devolver la energía mecánica en ambas zonas. Quizas lo bueno sería poner un elemento sumamente elástico de forma que el movimiento en lugar de ser senoidal fuera casi cuadrado, es decir, de forma que el desplazador se mantenga casi la mitad del tiempo apoyado en una cara y la otra mitad en la otra. Creo que eso se acercaría más a un ciclo de Carnot.
Es muy importante balancear el motor. contrapeso del lado opuesto al piston y contrapeso del lado opuesto al desplazador.
En mi caso el motor hacía mucha mas fuerza en el hemiciclo de alta presion que en el de baja. Por lo que le agregue un desbalanceo intensional para que en el ciclo de baja presion hiciera fuerza el contrapeso por gravedad.
Es muy importante que el cilindro con el desplazador tenga la pared lateral de un material aislante térmico. en mi caso usé cartapesta, aunque no lo creas (un monton de capas de papel de periodico pegadas con cola vinilica) queda como una especie de madera bastante resistente.
Revisar muy bien la hermeticidad. Usar silicona para las juntas.
El cilindro motor no debe ser de aluminio. Es algo que leí por ahí. Originalmente lo hice en aluminio y no funciono. Parece que se crea como una especie de residuo sobre sus paredes que aumenta la friccion.
Así es que debe ser de bronce. Yo usé un caño de latón (creo que es lo mismo que el bronce).
El piston, ahora sí. debia ser hermético y con poco rozamiento, como iba a lograr eso sin herramientas?????
solución:
Piston de epoxy!!!!!
Se limpia y pule bien el caño de latón por dentro.
se pinta con grasa por dentro
se llena con masilla epoxy.
se espera el fraguado.
al fraguar el epoxy queda de forma cilíndrica, de la medida justa y muy resistente.
yo lo retiré y le pasé un papel de lija muy fino, apenas para eliminar algún resto.
Otra cosa a tener en cuenta es que no se debe usar ningún tipo de lubricante en el pistón, porque al tratarse de algo tan pequeño, es más la energía que se pierde por viscosidad que la que se gana por la hermeticidad que se logra con el aceite.
una vez que está el pistón en el cilindro, debe caer por peso propio sin problema y si tapas con un dedo por debajo, el pistón debe mantenerse por la presión o tardar varios segundos en bajar.
Bueno, esto fue algo de lo que pude observar en mi motor, espero que te sirva para lo que quieres construir.

Si, todo lo que dices es correcto. Lo de las dimensiones del piston (mejor ancho y corto que largo y estrecho) se debe a que presion (maxima cuando el aire esta caliente segun la ecuacion de los gases PV=nRT) es fuerza por superficie, al aumentar la superficie aumenta la fuerza (al mismo volumen de piston). Las dimensiones de las camaras y la ecuacion de los gases es clave, porque la fuerza debe vencer al rozamiento del eje. Puesto que el cambio de volumen debe ser pequeño para que la presion aumente mucho (y con ella la fuerza), se puede optar por largo y estrecho o ancho y corto, pero esta segunda opcion es mejor, ya que la fuerza será: F=P*S (a igual presion, cuanta mas superficie, mas fuerza). El unico limite es que si tienes mucha fuerza y sacas mucho par, entonces el regimen de revoluciones disminuye, porque potencia es par por vueltas. Debe haber un punto de equilibrio idoneo entre par y revoluciones.

Los equilibrios, efectivamente son muy importantes tambien, por eso es importante tambien un buen volante de inercia (con compensaciones de pesos de los pistones y la biela, ademas), para mantener el movimiento lo mas regular posible. Casi se puede decir que cuanto mas volante de inercia, menos rozamiento (pues se oponen), y mejor resultado, aunque aqui el limite lo marca el propio peso del volante, que redondea el ciclo, pero añade rozamiento. Un buen calculo del volante es complicado y aun no lo tengo claro, pero es crucial. Lo que si que tengo claro, es que el volante, a igual peso, cuanto mas radio tenga mejor, porque mas inercia tendrá. Un volante grande, ande o no ande...

Es cierto que hay que apantallar lo mas posible la cara caliente y fria, pero lo de llegar a tocar con el desplazador me parece incorrecto, porque introduce fuerzas en el ciclo que se oponen a el. Puedes absorberlas con algun tipo de biela flexible, pero no creo que sea mejor que llegar a rozar pero sin apoyarse.

Efectivamente el cilindro desplazador debe estar hecho de un material mal conductor (el carton no es mala idea, yo probe con madera, con un desplazador en forma de prisma cuadrado en lugar de cilindrico, asi la camara del desplazador es un prisma casi plano, pero de paredes rectas que se pueden hacer con liston de madera).

Tambien es importantisimo lo de la silicona en las juntas, por supuesto. Pero lo que mas me ha gustado de tu modelo es lo del piston de fuerza hecho de epoxy... Corro inmediatamente a hacerme uno, a ver si de una vez consigo que funcione de forma estable... Llegue a pensar que la unica forma sería el mecanizado con torno, del que no dispongo.

No es descabellado conseguir un motor que de la potencia que haga falta. Solo es cuestion (por lo menos teoricamente) de que tenga las dimensiones adecuadas y este bien construido... ¡Siempre limitado por el rendimiento del Carnot, por supuesto!

Yo no descarto conseguir uno que me de un buen rendimiento a partir de agua caliente generada por cilindros parabolicos. No creo que llegue a Tc-Tf/Tc pero si me da un 15% de conversion de calor en electricidad (y esto se puede conseguir con agua a 90º contra agua a 20º, segun carnot: 19%), me doy con un canto en los dientes.

diseño colector cilindro parabolico

internete
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Enhorabuena una vez mas por tu logro. No es facil, no.