Ventajas y Desventajas de los Motores Stirling

Para completar un poco más los datos sobre los motores Stirling, voy a relatar sus ventajas y desventajas (Traducción de la versión inglesa de Wikipedia)

This is a translation of Wikipedia

 

Ventajas:

  • El aporte de calor es externo, por lo que las condiciones de combustión son flexibles.
  • Funciona con cualquier fuente de calor, no solo por combustión, por lo que se puede utilizar fuentes de calor como solar, geotérmica, nucleares, biológicas, etc.
  • Se puede usar un proceso de combustión continua, por lo cual se pueden reducir la mayor parte de las emisiones (NOx, hollines, hidrocarburos, …)
  • La mayoría de los motores Stirling tienen los mecanismos y juntas en el foco frío, y por tanto necesitan menos lubricación y duran más que otras maquinas alternativas.
  • Los mecanismos son más sencillos que en otras maquinas alternativas, estos es, no necesitan válvulas, el quemador puede simplificarse.
  • Una maquina Stirling usa un fluido de trabajo de una única fase, manteniendo las presiones internas cercanas a la presión de diseño y por tanto se reducen los riesgos de explosión. En comparación una maquina de vapor usa agua en estados líquido y vapor, por lo que un fallo en una válvula puede provocar una explosión peligrosa.
  • En algunos casos, las bajas presiones, permiten utilizar cilindros ligeros.
  • Se pueden construir para un funcionamiento silencioso y sin consumo de aire para propulsión de submarinos o en el espacio.
  • Arrancan con facilidad (despacio y después del calentamiento inicial) y funcionan mejor con temperaturas ambientales frías, en contraste con los de combustión interna que arrancan con facilidad en temperatura templada pero con problemas en temperaturas frías.
  • Se pueden usar para bombear agua, pudiendo diseñarse para utilizar el agua como refrigerante del foco frío, (a menor temperatura del agua mejor funcionamiento)
  • Son extremadamente flexibles pudiéndose utilizar para cogeneración en invierno y como refrigeración en verano.

Desventajas:

  • Los motores Stirling requieren intercambiadores de calor de entrada y salida, que tienen que contener el fluido de trabajo a alta temperatura, así como soportar los efectos corrosivos de la fuente de calor y la atmósfera. Esto supone un encarecimiento de la maquina […]
  • Los motores que funcionan con pequeños diferenciales térmicos son muy grandes en comparación al trabajo realizado por culpa de los intercambiadores. Aumentar la diferencia de temperatura o la presión permite motores mas pequeños.
  • La disipación de calor en el foco frío es complicada porque el refrigerante se mantiene a la temperatura mas baja posible para aumentar la eficiencia térmica. Esto incrementa el tamaño de los radiadores, lo que dificulta los diseños compactos. Esto junto con los costes de materiales, ha sido uno de los principales factores limitantes a la hora de su uso en automoción, pero existen otros usos donde el ratio peso potencia no es tan critico como propulsión naval, cogeneración, …
  • Un motor Stirling no puede arrancar instantáneamente, tiene que primero “calentarse”. Esto es cierto para todos los motores de combustión externa, pero menor que otros como la maquina de vapor. Su mejor uso es en motores que requieran una velocidad constante.
  • El trabajo realizado por un motor Stirling tiende a ser constante y para ajustarlo se requiere un diseño cuidadoso y mecanismos adicionales. Generalmente se hace variando el desplazamiento del motor o la cantidad de fluido de trabajo. Esta característica es menos crítica en el caso de motores de propulsión híbrida eléctrica o en la producción de electricidad de base de carga, donde esa producción constante es deseable.
  • El Hidrogeno por su baja viscosidad, alto calor especifico y conductividad térmica es el fluido de trabajo por excelencia en términos de termodinámica y dinámica de fluidos. Sin embargo presenta problemas de confinamiento y difusión a través de los metales. […]. Por ello se usa generalmente Helio con propiedades muy semejantes, que además es inerte, y no inflamable como el Hidrogeno. El aire comprimido presenta riesgo de explosión por la presencia de Oxigeno, por lo que la alternativa es eliminarlo por combustión o utilizar Nitrógeno.

 

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5 respuestas a Ventajas y Desventajas de los Motores Stirling

  1. andrea dice:

    dejen pasar la informacion

  2. swap dice:

    tu blog me parece apasionante.

    Gracias por postear.

    Me preguntaba si los motores stirling no se podrian usar para generar electricidad geotermica.

    Diferencias de temperatura se encuentran en muchos lugares, (creo)

    ¿de cuantos gracos Celsius debiera ser esa diferencia como para producir electricidad?

    Pienso en la cantidad de fuentes termales que existen.

    Saludos

  3. Fernando dice:

    No he encontrado muchas cosas referentes al ciclo Stirling, en lo personal esta pagina ha sido un punto de partida importante y que a nivel general es completa, solo espero que se mantenga.

    Muchas gracias y muy buena la documentación.

  4. alfredo dice:

    son los mejores son los mejores

  5. Miguel dice:

    En lo particular, los motores Stirling, seran los proximos a generar energia electrica en el mundo, y el ejemplo es españa, aqui en oaxaca, mexico, un grupo de compañeros estasmos realizando un proyecto para generar electricidad, y consideramos al motor stirling un motor extraordinario

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