Motor a ar Stirling
Autor: Jose Joaquim Brandao Neto | Publicado: 2014-03-02T17:28:00-08:00

Há muito descobri este fantástico motor que ficou bastante esquecido durante um longo tempo.

Motor Stirling - é um motor de combustão externa.
Teoricamente, o motor Stirling é uma máquina térmica o mais eficiente possível. Alguns protótipos construídos pela empresa holandesa Phillips nos anos 1950 e 1960 chegaram a índices de 45%, superando facilmente os motores a gasolina, diesel e as máquinas a vapor (eficiência entre 20% e 30%).

Foi aperfeiçoado pelo pastor escocês Robert Stirling1 em 1816, auxiliado pelo seu irmão engenheiro.

Eles visavam a substituição do motor a vapor, com o qual o motor stirling tem grande semelhança estrutural e teórica. No início do século XIX, as máquinas a vapor explodiam com muita frequência, em função da precária tecnologia metalúrgica das caldeiras, que se rompiam quando submetidas à alta pressão.
Sensibilizados com a dor das famílias dos operários mortos em acidentes, os irmãos Stirling procuraram conceber um mecanismo mais seguro. É referido também como motor de ar quente, por utilizar os gases atmosféricos como fluido de trabalho.


Este tipo de motor funciona com um&nbsp;ciclo termodinâmico&nbsp;composto de 4 fases e executado em 2 tempos do&nbsp;pistão: compressão&nbsp;isotérmica(=temperatura&nbsp;constante), aquecimento&nbsp;isocórico&nbsp;(=volume&nbsp;constante), expansão isotérmica e arrefecimento isocórico. Este é o ciclo idealizado (válido para gases perfeitos), que diverge do ciclo real medido por instrumentos. Não obstante, encontra-se muito próximo do chamado&nbsp;Ciclo de Carnot, que estabelece o limite teórico máximo de rendimento das máquinas térmicas.

O motor Stirling surpreende por sua simplicidade, pois consiste de duascâmaras&nbsp;em diferentes temperaturas que aquecem e arrefecem um&nbsp;gás&nbsp;de forma alternada, provocando expansões e contracções cíclicas, o que faz movimentar dois&nbsp;êmbolos&nbsp;ligados a um&nbsp;eixo&nbsp;comum. A fim de diminuir as perdas térmicas, geralmente é instalado um "regenerador" entre as câmaras quente e fria, onde o calor (que seria rejeitado na câmara fria) fica armazenado para a fase seguinte de aquecimento, incrementando sobremaneira a eficiência&nbsp;termodinâmica. O gás utilizado nos modelos mais simples é o ar (daí a expressão citada acima);&nbsp;hélio&nbsp;ou&nbsp;hidrogénio&nbsp;pressurizado (até 150kgf/cm2) são empregados nas versões de alta&nbsp;potência&nbsp;e rendimento, por serem gases com&nbsp;condutividade térmica&nbsp;mais elevada e menor&nbsp;viscosidade, isto é, transportam energia térmica (calor) mais rapidamente e têm menor&nbsp;resistência&nbsp;ao escoamento, o que implica menos perdas por&nbsp;atrito. Ao contrário dos&nbsp;motores de combustão interna, o fluido de trabalho nunca deixa o interior do motor; trata-se portanto de uma máquina de ciclo fechado.

Vantagens

Esse tipo de motor apresenta diversas vantagens: é pouco&nbsp;poluente&nbsp;pois a combustão é contínua, e não intermitente como nos motores&nbsp;Ciclo de Otto&nbsp;e&nbsp;Ciclo Diesel, permitindo uma queima mais completa e eficiente do combustível. Por isso é muito silencioso e apresenta baixa&nbsp;vibração&nbsp;(não há "explosão"). É verdadeiramente multi-combustível, pode utilizar praticamente qualquer fonte energética:&nbsp;gasolina,&nbsp;etanol,metanol,&nbsp;gás natural,&nbsp;óleo diesel,&nbsp;biogás,&nbsp;GLP,&nbsp;energia solar,&nbsp;calor geotérmico&nbsp;e outros. Basta gerar uma diferença de temperatura significativa entre a câmara quente e a câmara fria para produzir trabalho (quanto maior a diferença de temperatura, maior é a eficiência do processo e mais compacto o motor).

Desvantagens

A sua maior desvantagem consiste na dificuldade de iniciar e variar sua velocidade de rotação rapidamente, sendo complicado o seu emprego em veículos como&nbsp;carros&nbsp;ecaminhões, embora modelos de&nbsp;propulsão híbrida&nbsp;(eléctrico&nbsp;e motor térmico) possam ser viáveis. Também há problemas técnicos a serem resolvidos quanto ao sistema de vedação, que impede o vazamento do fluido de trabalho, particularmente quando se empregam gases inertes e leves (hélio, hidrogénio), difíceis de serem confinados sob alta pressão sem escaparem para o exterior. Alem disso, por ser uma&nbsp;tecnologia&nbsp;pouco difundida, os motores Stirling são mais caros, tanto na aquisição quanto na manutenção.

Fonte wikipedia&nbsp;

Animações


Keveney&nbsp;(em&nbsp;inglês) motor tipo Alfa.
MIT&nbsp;(em&nbsp;inglês) motor tipo Beta.
NASA&nbsp;(em&nbsp;inglês) Beta com transmissão rômbica
Aeria&nbsp;(em&nbsp;inglês) motor tipo Gama.




Para saber Mais


(em&nbsp;inglês) Reverend Robert Stirling D.D: A Biography of the Inventor of the Heat Economiser and Stirling Cycle Engine.&nbsp;Robert Sier.&nbsp;Editora&nbsp;L.A Mair,&nbsp;1995.&nbsp;ISBN 0-9526417-0-4
(em&nbsp;inglês) Stirling Engine Design Manual.&nbsp;William R. Martini.&nbsp;Editora University Press of the Pacific,&nbsp;2004.&nbsp;ISBN 1410216047
(em&nbsp;português) Dendroenergia: Fundamentos e Aplicações, 2ª Edição.&nbsp;Luiz Augusto Horta Nogueira, Electo Eduardo Silva Lora.Editora Interciência,&nbsp;2003.&nbsp;ISBN 8571930775
(em&nbsp;português) Manual de Tecnologia Automotiva - Tradução da 25ª Edição Alemã.&nbsp;Robert Bosch.&nbsp;Editora Edgard Blucher,2005.&nbsp;ISBN 8521203780.
(em&nbsp;português) Biomassa Para Energia.&nbsp;Luis A.B. Cortez, Edgardo Olivares Gomez, Electo Eduardo Silva Lora.&nbsp;EditoraUnicamp,&nbsp;2008.&nbsp;ISBN 8526807838&nbsp; &nbsp;



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Apesar disso existem algumas ideais de utilizar não com motor mas como motor de bomba dágua e gerador de energia




E agora com o sol como fonte de calor, quero fazer um aqui em casa ...