Ciclo Stirling

[Agnul]

Oggi a scuola, durante l'ora di meccanica, è saltato fuori il ciclo sterling. Qualcuno sa qualcosa in merito a questo ciclo?

[Valerio]

Considera un ciclo termodinamico come un ciclo otto solamente che invece di avere due isocore e due isoentropiche è costituito da due isocore e due isoterme, ed il ciclo è chiuso ossia non c'è scambio di fluido con l'esterno come nel ciclo otto

La maggior problematica nel realizzare praticamente un simile ciclo è data dalla trasformazione isoterma...praticamente inesistente nella realtà.

Praticamente il motore che si potrebbe costruire seguendo questo ciclo è quello rappresentato in figura. Una volta stabilita una differenza di temperatura e messo in movimento il pistone si instaura una precisa pulsazione del sistema che continuerà nel moto finchè si contuna a fornire calore.


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[Dario]

normalmente lo si usa affiancato ad altri motori per recuperare l'energia termica prodotta da questi che altrimenti andrebbe sprecata, ad esempio il calore prodotto dal motore a combustione interna potrebbe alimentarlo, e normalmente è abbastanza ingombrante in quanto avendo bisogno di 2 sorgenti a temperatura molto diversa queste per forza di cosa non possono essere vicine tra loro

P.S. ma non era Stirling o sono io che mi ricordo male?

ho controllato, corrego il titolo

[Valerio]

stirling?

[Dario]

si, non ho guardato sul libro, ma se provi a scrivere su google ciclo sterling ti escono solo risultati con stirling

[alfredone]

Spettacolooooooo!!!
Scusate la domanda ma perchè non si usa nei motori grossi tipo camion..ecc??

[Valerio]

Spettacolooooooo!!!
Scusate la domanda ma perchè non si usa nei motori grossi tipo camion..ecc??

Perchè non è molto efficiente e assolutamente impensabile in campo automotive perchè i tempi di reazioni credo siano enormi. Sono motori pensati per lavorare a regime costante, pensa che per variare la velocità dell'albero devi aspettare che si instauri una certa differenza di temperatura...impensabile!!! Con un motore a combustione interna invece basta che aumenti la quantitò di benzina ed il motore sale subito di giri

[alfredone]

Si però potrebbe servire per esempio sulle navi apposto di generatori..per produrre    corrente.
C'è qualche video che spieghi bene come funziona tutto??

[Valerio]

Non viene usato per la risposta lentissima e per la scarsa potenza erogabile.


Questo video ti dovrebbe far capire la "lentezza" del motore a rispondere

[yt=425,350]lAatrommZcY[/yt]

[yt=425,350]yhkQThp_rFc[/yt]

[yt=425,350]rXnLCAvYYNY[/yt]

[alfredone]

Vediamo se ho capito..
L'aria del 1 cilindro viene riscaldata e compressa nel 2 cilindro in modo che si muova per una differenza di temperatura e trasmette il moto al primo cilindro???

[Valerio]

Sul wiki trovi una bella descrizione  http://it.wikipedia.org/wiki/Motore_Stirling


riporto solo la parte relativa a vantaggi e svantaggi che credo sia la più interessante:

Vantaggi del motore Stirling rispetto ai motori a combustione interna:

Il motore Stirling è a combustione esterna, questo significa che le parti maggiormente riscaldate dal calore (che può essere prodotto da combustione) non sono a contatto con le parti scorrenti o rotanti, (cuscinetti, pistoni), di conseguenza tali parti ed il lubrificante non sono particolarmente sollecitati, le parti hanno quindi esigenze di manutenzione ridotte.

Il motore non ha valvole e non subisce scoppi, quindi è costruttivamente più semplice, quasi privo di vibrazioni e molto meno rumoroso di un motore a combustione interna.

La somministrazione del calore per il funzionamento è continua, quindi in caso che il calore sia prodotto mediante combustione questa avviene in maniera continua, con rapporto stechiometrico aria-combustibile che può essere ottimale, in assoluto la migliore possibile.

La somministrazione di calore può avvenire con qualsiasi mezzo: calore solare concentrato, ma anche mediante la combustione di legna, carbone, gas, biogas, combustibili liquidi. Al di fuori di possibilità particolari, le tecnologie che appaiono meglio gestibili sono il calore solare ed i combustibili liquidi e gassosi.

Svantaggi del motore Stirling rispetto ai motori a combustione interna

Il calore non è prodotto all'interno del motore ma è applicato dall'esterno, quindi occorre trasferirlo all'interno; ugualmente, dato che il motore utilizza il dislivello di calore, occorre sottrarre calore per creare un punto freddo. In sintesi: il fluido agente è all'interno del motore, il suo riscaldamento o il suo raffreddamento rendono necessaria la presenza di estese superfici (fasci tubieri o radiatori) per riscaldarlo e raffreddarlo. Tali radiatori sono grandi, appesantiscono il motore, e lo rendono voluminoso a parità di energia erogata.

All'avviamento del motore il flusso del calore dalla sorgente termica al fluido interno non è improvviso, quindi l'avviamento è lento, Inoltre la modifica di tale trasferimento è ugualmente lenta: per conseguenza il motore non è adatto ad avviamenti rapidi né a consistenti variazioni di regime.

L'energia erogata è proporzionale al dislivello di temperatura tra sorgente calda e punto freddo. Esiste un ovvio limite per il freddo nella temperatura ambiente, per contro l'innalzamento della temperatura della sorgente calda rende necessaria l'adozione di materiali particolari, dal costo molto elevato.

Una maniera per aumentare la potenza erogata è quella di aumentare la pressione del fluido interno, aumentando così la mole del fluido di lavoro. L'uso di apparecchiature in pressione rende però necessario un attento dimensionamento strutturale e tecnologico del motore che deve essere robusto e pesante.

Pur essendo definito tradizionalmente "motore ad aria calda" (il fluido di lavoro è l'aria) l'uso dell'aria pone un grave problema: la mescolanza in pressione di aria e liquidi lubrificanti (derivati di idrocarburi) racchiusi all'interno del motore può produrre miscele esplosive. Il problema è stato risolto preferendo l'utilizzo di gas riducenti (idrogeno) o neutri (elio, azoto), più sicuri ma meno comuni.

La progettazione è complessa ed è solo in parte legata a parametri certamente calcolati, la circolazione del fluido perfetta e senza volumi morti è difficile da realizzare, (è un flusso alternato in ambiente chiuso), ogni architettura di motore ottimizza alcuni parametri e ne penalizza altri.