FACULDADE ANHANGUERA DE SANTA BARBARA

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FACULDADE ANHANGUERA DE SANTA BARBARA

R. Juscelino Kubitschek de Oliveira, 1.450 – 2º Distrito Industrial

Santa Bárbara do Oeste (SP) – 13450-401 – (19) 3512-0500

Termodinâmica

Motor e Ciclo Stirling

Máquina e Ciclo de Sadi Carnot

Jheniffer dos Santos Fontanim Santiago

SANTA BÁRBARA D’OESTE - SP

29/11/2018

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Sumário

História do motor Stirling        - 2 -

Influência da eletrônica em motores Stirling        - 2 -

Ciclo Ideal de Stirling        - 4 -

Movimentação de dispositivos mecânicos em motores Stirling        - 6 -

Ciclo de Stirling Inverso        - 6 -

Diagrama de PV de um ciclo real        - 7 -

Geração de energia elétrica por um motor Stirling        - 8 -

Energia Nuclear        - 8 -

Energia solar        - 9 -

Motores a motor para saída mecânica e propulsão        - 9 -

Motores para automóveis        - 9 -

Motores para avião        - 10 -

Veículos elétricos        - 10 -

Motores marinhos        - 10 -

Motores de bombas        - 11 -

Aquecimento e arrefecimento        - 11 -

Máquinas de Carnot        - 11 -

Ciclos dos motores térmicos        - 14 -

Ciclos de funcionamento de um motor térmico        - 15 -

Ciclos teóricos dos motores térmicos        - 15 -

Ciclos reais dos motores térmicos        - 15 -

Análise de um ciclo e o seu desempenho térmico        - 16 -

Segunda Lei da Termodinâmica        - 16 -

Compressão        - 16 -

Motor        - 17 -

De expansão        - 17 -

Escape        - 17 -

Bibliografia        - 25 -

História do motor Stirling

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A rota do motor Stirling ao longo da história começa no início dos anos 1800, na Inglaterra. Os motores de ar quente competiam com a máquina a vapor para fornecer energia mecânica à maquinaria industrial (em fábricas e minas) da primeira revolução industrial.

Embora as máquinas a vapor tivessem melhores características do que as máquinas a ar, o motor aéreo tinha a vantagem de ser menos perigoso. Isto foi devido às primeiras realizações de máquinas a vapor sofreram explosões de caldeiras devastadoras. Essas explosões foram decorrentes do uso de materiais disponíveis na época que eram tecnicamente pobres.

Este fato permite, em uma primeira fase, o sucesso do motor Stirling em aplicações comerciais. Seu uso significou um abandono da melhoria das máquinas a vapor.

Influência da eletrônica em motores Stirling

Com o desenvolvimento da eletrônica, o uso dos primeiros dispositivos de rádio e o desenvolvimento da aviação, em 1950 houve uma segunda vida do motor Stirling. A empresa holandesa Philips, produtora de rádio, construiu o Philips MP1002CA (chamado Bungalow Set), um pequeno gerador elétrico baseado em uma unidade Stirling que queimou o óleo.

Este gerador foi usado para transmissores e receptores localizados em locais remotos de rádio de energia, sem fonte de energia. Era um gerador com uma potência de aproximadamente 200 watts, para cuja realização era então usada, tecnologia de ponta, mesmo com o uso de ligas leves. Com isso, obteve-se um bom compromisso entre praticidade e custo.

A Philips seguiu a evolução do motor Stirling até a primeira metade dos anos 70. Mesmo Phillips fez um ônibus com uma potência de motor de ar quente de 200 cavalos, em janeiro de 1971.

A necessidade de tal geração de energia ocorreu particularmente em rádios de energia (então equipados com válvulas termiônicas para alto consumo) necessários para a conexão estável em aeródromos para a rede de aviação civil na constituição (em a primeira fase para o serviço postal) colocado em lugares remotos sem equipamento.

Mais tarde, o motor Stirling foi abandonado porque a quantidade de energia elétrica que ele poderia gerar era equivalente àquela que poderia ser armazenada em pequenas baterias.

Mais tarde, foram feitas outras aplicações do motor Stirling. No momento, eles são desenvolvidos com motores de diferentes tamanhos, obtendo sucessos técnicos discretos ou bons e, em alguns casos, também comerciais para certos nichos de mercado. Entre estes, o mais promissor parece ser o uso do motor Stirling como um gerador elétrico combinado com um campo de espelhos de concentração como fonte de calor ecológico.

 Ciclo de Stirling é um ciclo termodinâmico que descreve a operação de uma classe de equipamentos (gerando ou operando máquinas). O ciclo descreve o motor Stirling original que foi inventado e patenteado em 1816 pelo reverendo Robert Stirling, ajudado substancialmente por seu irmão engenheiro.

O motor Stirling é um motor de combustão externa. Esta característica diferencia-o de outros tipos de motores, como o Otto motor ou o motor a diesel, que são motores de combustão interna. Ambos os motores operam de acordo com o ciclo Otto e o ciclo diesel, respectivamente.