Estudo e construção de um motor de stirling tipo gama

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CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO MODELO DIDÁTICO.........................33

CABEÇOTE DO PISTÃO DESLOCADOR .....................................................33

CILINDRO QUENTE.......................................................................................35

RESERVATORIO DE AGUA...........................................................................36

PISTÃO DESLOCADOR.................................................................................37

PISTÃO DE TRABALHO.................................................................................38

EIXO VIRABREQUIM......................................................................................39

VOLANTE.......................................................................................................40

MONTAGEM DO MOTOR..............................................................................41

RESULTADO E DISCUSSÕES.......................................................................44

CONCLUSÕES................................................................................................46

REFERÊNCIAS...............................................................................................47.

SOUZA, Augusto, Veiga. Estudo e construção de um motor de Stirling tipo Gama. 2016. 41. Projeto integrado do Curso Engenharia Mecânica – Faculdade Pitágoras, Poços de Caldas, 2016.

RESUMO.

O motor Stirling até hoje ainda é pouco conhecido, o mesmo foi desenvolvido pelo engenheiro escocês Robert Stirling no ano de 1816, esse motor possui o diferencial de ter combustão externa, podendo assim gerar trabalho a partir de várias fontes caloríficas como gases, madeira, biomassa, energia solar, entre outras. No presente trabalho é mostrado um breve resumo da situação energética no brasil e na utilização dos motores Stirling com energias renováveis para a geração de energia elétrica. Também foi feito o estudo do ciclo do motor Stirling através de conceitos termodinâmicos mostrando a definição de rendimento de uma máquina térmica que efetua um ciclo de Carnot bem como o Teorema de Schmidt para motores Stirling tipo gama. Por fim foi desenvolvido um modelo didático do motor usando materiais recicláveis para a melhor compreensão do seu funcionamento

Palavras-chave: Stiling ; geração de energia ; motor

LISTA DE FIGURAS

Figura1: motor original por John Ericson........................................................9

Figura 2: diagrama PxV do ciclo Stirling 12

Figura 3: Motor Striling tipo Beta 14

Figura 4 Motor Stirling tipo Gama 16

Figura 5: Motor Stirling tipo Alfa 17

Figura 6: Motor de Stirling da empresa Stirling Demark 19

Figura 7: Motor de Stirling com coletor solar 20

Figura 8: Motor de Stirling STM de 4 pistões 21

Figura 9: Protótipo motor de Stirling Moebius 23

Figura 10: Quatro motores espaciais Stirling 24

Figura 11: Esquema motor de Stirling tipo gama............................................ 29

Figura 12: Marcação do furo da lata 34

Figura 13: Encaixe entre os cabeçotes 34

Figura 14: Marcação do cilindro quente. 35

Figura 15: Reservatório de agua . 36

Figura 16: Conjunto pistão deslocador e cilindro quente 37

Figura 17: Conjunto pistão de trabalho 39

Figura 18: Eixo virabrequim 40

Figura 19: volante do motor 41

Figura 20: Maquete do motor montado 43

LISTA DE TABELAS

TABELA 1: Variavéis da teoria de Schmidt............................................ 25

INTRODUÇÃO

Com a ampliação das matrizes energéticas mundiais e brasileiras, o uso de fontes renováveis para a geração de energia elétrica vem ganhando força nos últimos anos. Aliado a novas tecnologias a fim de reduzir os danos ambientais causados por combustíveis tradicionais poluentes as chamadas energias renováveis têm se destacado como uma nova tendência na geração de eletricidade, recebendo muita atenção por meio de estudos, pesquisas e investimentos.

O uso de energias renováveis (energia eólica, de marés, de ondas oceânicas, energia solar térmica e fotovoltaica, potencial hidráulico, biomassa, combustível e sistemas geotérmicos) tem ganhado investimentos significativos aliado ao avanço tecnológico para a produção de energia elétrica. Um excelente sistema que tem chamado atenção é o uso do motor de Stirling.

O motor Stirling apresenta uma solução para a eletrificação de comunidades remotas devido a sua configuração, onde o motor pode operar usando diversos combustíveis pois possui uma característica de motor de combustão externa, sendo possível utilizar diferentes combustíveis, pois se necessita apenas de uma fonte quente, independentemente do tipo de combustível, sendo possível inclusive o uso de energia solar como fonte de calor. Outra vantagem do motor Stirling é converter energia térmica em mecânica sem explosão, fazendo com que ele possa operar levando a uma operação silenciosa e limpa.

Apesar do grande interesse atual, o motor de Stirlig foi desenvolvido em 1816 pelo pastor escocês Robert Stirling, mas problemas relacionados com