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Motor Stirling

Motor Stirling

O motor de Stirling foi inventado em 1816 por Robert Stirling, um padre escocês. O objetivo era obter um motor menos perigoso do que a máquina a vapor.

A operação do motor Stirling baseia-se na expansão e contração de um gás que pode ser hélio, hidrogênio, nitrogênio ou ar. Este gás é forçado a rodar ciclicamente de uma fonte fria onde se contrai para uma fonte quente onde se expande. É considerado como um motor térmico (motor termodinâmico) devido à presença de um gradiente de temperatura entre as duas fontes térmicas.

Originalmente, o motor Stirling foi concebido como um importante motor industrial para competir com a máquina a vapor, mas, na prática, há mais de um século que foi usado apenas para aplicações domésticas e para motores de baixa potência.

Atualmente, o desenvolvimento ainda está sendo investigado. O fato de que você só precisa de uma fonte de calor externa oferece uma grande versatilidade, pois este fato lhe dá a possibilidade de usar muitas fontes de energia para o seu funcionamento. A fonte de energia de um motor Stirling mais relevante para nós é a energia solar térmica, embora você também possa usar todos os tipos de combustíveis, biomassa, energia geotérmica e outros.

Operação de um motor Stirling

Motor Stirling

Um motor Stirling é um dispositivo mecânico que opera em um ciclo regenerativo termodinamicamente "fechado", com compressão cíclica e expansão cíclica do fluido de trabalho em diferentes níveis de temperatura.

O motor é um motor térmico que funciona através de um ciclo de compressão e expansão de um gás. São utilizados dois níveis de temperatura que fazem uma conversão líquida de energia térmica em trabalho mecânico.

Como a máquina a vapor, o motor Stirling é tradicionalmente classificado como um motor de combustão externo, uma vez que todo o calor se transfere com o gás de trabalho é feito através da parede do motor. Em contraste, em um motor de combustão interna, a entrada de calor é feita pela combustão de um combustível dentro do corpo do fluido de trabalho.

Ao contrário de uma máquina a vapor, o motor Stirling fecha uma quantidade fixa de fluido em um estado gasoso permanente, como o ar. Em contraste, na máquina a vapor o fluido de trabalho sofre uma mudança de fase de líquido para gás.

Como é típico com motores térmicos, o ciclo geral consiste em comprimir o gás frio, aquecer o gás, expandir o gás quente e, finalmente, arrefecer o gás antes de repetir o ciclo. A eficiência do processo é muito restrita pela eficiência do ciclo de Carnot, que depende da diferença de temperatura entre os tanques quente e frio.

O motor Stirling é caracterizado por sua alta eficiência em relação às máquinas a vapor, operação silenciosa e a facilidade com que quase qualquer fonte de calor pode ser usada. Esta compatibilidade com fontes de energia alternativas e renováveis tem sido cada vez mais importante à medida que o custo dos combustíveis convencionais aumentou, e também à luz de preocupações, como o pico da produção de petróleo e as mudanças climáticas do passado. Este motor é atualmente de interesse como núcleo das unidades de microcombustição de calor e energia, ou seja, de cogeração, em que é mais seguro e mais eficiente que uma energia de vapor.

Referências sobre o motor Stirling

DeMotor - Motor Stirling - Operação do motor Stirling como motor térmico projetado para competir com a máquina a vapor.

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Última revisão: 20 de março de 2018

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