HISTÓRICO DO MOTOR STIRLING

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO        2

1.        TEORIA DA RADIAÇÃO        3

2.        HISTÓRICO DO MOTOR STIRLING        3

2.1        CICLO DO MOTOR STIRLING        4

2.2.  TIPOS DE MOTORES STIRLING        5

2.2.1. MOTOR STIRLING TIPO ALFA        5

2.2.2 MOTOR STIRLING TIPO BETA        6

2.2.3. MOTOR STIRLING TIPO GAMA        6

3.        PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO        7

3.1        PRÍNCIPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR TO ALFA        7

4.        MOTOR STIRLING E ENERGIA SOLAR        8

4.1. ANÁLISE DO MOTOR        8

5. ANALISE DE POTÊNCIA E ECONÔMICA GERADA PELA IRRADIAÇÃO DE VITÓRIA        10

CONCLUSÃO        12

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        13

INTRODUÇÃO

Os recursos naturais vêm ganhando destaque e importância no setor da engenharia atual, serie de pesquisas estão sendo elaboradas para melhorar a utilização das fontes renováveis de energia e aprimorar mecanismos que promovam a transformação energética.

O uso de motores Stirling vem despertando o interesse do setor energético, principalmente devido à sua característica de motor de combustão externa, sendo possível utilizar diferentes combustíveis, pois necessita apenas de uma fonte quente, independente do tipo de combustível, sendo possível inclusive o uso de energia solar como fonte de calor. O motor foi desenvolvido pelo escocês Robert Stirling em 1816, antes do desenvolvimento dos motores de combustão interna.

O foco atual pelo motor Stirling deve-se a conciliação entre a tecnologia de fabricação de precisão e utilização de materiais com propriedades adequadas, novas tecnologias proporcionam aumento da pressão interna de trabalho, aumento da temperatura da fonte quente (uso de materiais resistentes a temperatura) e melhora da transferência de calor nos trocadores de calor utilizados tornando viável a utilização.

 A energia solar como excelente fonte de energia alternativa, não há poluição criada ao usa-la, além de ser um suprimento ilimitado e renovável. É abundante no Brasil, maior que em países Europeus cerca de três vezes maior onde o uso da mesma é incentivado.

1. TEORIA DA RADIAÇÃO

Um corpo inserido em um meio que sua temperatura esta acima da temperatura ambiente, mesmo que na sua volta seja o vácuo, o corpo diminuirá sua temperatura até que atinja o equilíbrio térmico com a vizinhança. Neste caso, como ele estava no vácuo, não houve transferência de calor devido a convecção ou condução, que esses dois tipos de transferência de calor necessitam de matéria e de um gradiente de temperatura para propagar calor, neste caso a liberação de energia pelo corpo foi feita pela radiação.

São ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com velocidade e energia elevada, que em contato com uma determinada matéria produz efeitos sobre ela. Radiações foram caracterizadas por:

- Radiação alfa com baixo poder de penetração;

- Radiação beta com médio poder de penetração;

- Radiação gama com alto poder de penetração.

A primeira lei da radioatividade diz que o átomo de um elemento radioativo ao emitir partículas alfa origina um novo elemento com massa de 4 unidades reduzidas e número atômico com 2 unidades reduzidas.

A segunda lei diz que quando o nuclídeo de um elemento radioativo libera partículas beta se transforma em um novo elemento massa e uma unidade a mais no número atômico.  

Um elemento químico pode emitir de forma espontânea uma radiação e se transformar em um novo elemento químico denominado de transmutação natural. Quando isso ocorre de forma induzida denomina-se transmutações artificiais.

1. HISTÓRICO DO MOTOR STIRLING

O motor de Stirling foi inventado em 1816 por Rober Stirling com auxílio de seu irmão, buscavam substituir os motores a vapor, este motor é de combustão externa, onde a combustão ocorre fora do motor, utiliza como fluido de trabalho somente o ar aquecido pela combustão. Um motor simples, consiste em duas câmaras com temperaturas diferentes. A dilatação do ar nessas câmaras move um pistão, gerando trabalho mecânico.

Como não há emissões de poluentes por parte da substancia de trabalho, os motores de Stirling são considerados de ciclo fechado. Apresentam uma eficiência muito alta comparados aos motores de combustão interna, por exemplo, carros movidos a gasolina. Sua eficiência pode ser calculada da mesma maneira que ocorre no ciclo de Carnot:

[pic 1]

Sendo:

- R: rendimento do motor;

- Tf: temperatura da câmara de temperatura mais baixa (em Kelvin);

- Tq: temperatura da câmera de temperatura mais elevada (em Kelvin).

1. CICLO DO MOTOR STIRLING

Os motores Stirling funcionam por meio do Ciclo Stirling, um ciclo termodinâmico reversível e cíclico que apresenta quatros tempos de funcionamento.

- Expansão isotérmica: processo em que o ar presente no motor sofre uma expansão aproximadamente isotérmica, absorvendo calor de fontes externas;

- Resfriamento isovolumétrico: o ar presente no motor transfere calor para o meio externo, mantendo-se a volume constante;

- Compressão isotérmica: processo em que o ar contido do motor é contraído e sua pressão aumenta grandemente, em um processo que ocorre em temperatura constante;