fpolls
1
L’objectiu d’aquest treball de recerca ha estat la construcció d’un motor d’Stirling i l’anàlisi del seu funcionament. Aquest motor és una màquina tèrmica de combustió externa que va ser creada per Robert Stirling l’any 1816 com a substitut de la màquina de vapor. Hem dividit el treball en 3 parts. Una primera part teòrica en què hem estudiat els continguts bàsics de termodinàmica que ens han permès entendre el funcionament del motor a nivell físic. Han estat especialment importants per entendre el funcionament del motor el principi de conservació de l’energia i la impossibilitat d’aprofitar-la tota. En la segona part hem construït el motor d’Stirling. Després de moltes proves hem aconseguit fer un motor amb materials casolans que arriba a funcionar amb 4 espelmes com a font d’energia. Com a punts claus per aconseguir el correcte funcionament del motor, a part d’un bon disseny, s’ha hagut d’evitar qualsevol tipus de fuga d’aire i minimitzar-ne els fregaments. Finalment, una tercera part en què hem fet l’estudi del motor, analitzant la relació que hi ha entre les temperatures de treball i la velocitat de gir. Els nostres resultats han indicat que el motor comença a funcionar tan sols a partir d’un mínim de temperatura del focus calent, independentment que la diferència de temperatures entre els focus sigui molt gran. És a dir, necessita que el gas del seu interior tingui un mínim d’energia per poder vèncer la pressió atmosfèrica i els fregaments del motor. Un cop el motor ja supera aquest punt crític s’observa que la relació entre la diferència de temperatures o el quocient d’aquestes i la velocitat de gir del motor és lineal. Anàlisi del funcionament del Motor d’Stirling Autor: Francesc Polls Agell Tutor: Daniel Urbano Fotografia del model construït. Gràfiques en què es relaciona la velocitat de gir i la diferència de temperatures (a dalt) i el quocient de les temperatures absolutes (a baix). En els dos casos les dades es classifiquen en grups segons la temperatura del focus calent, tal i com s’indica a la llegenda. Podem veure clarament que hi ha una temperatura mínima de funcionament del motor (aproximadament 170ºC). També es pot observar que a partir d’aquest punt la relació entre la velocitat de gir i la diferència o el quocient de temperatures és lineal. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 70 90 110 130 150 170 190 210 ∆T velocitat gir (rev/min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 (Tc+273)/(Th+273) velocitat gir (rev/min) <150ºC 150º-159ºC 160º-169ºC 170º-179ºC 180º-189ºC 190º-199ºC >200ºC
-
Upload
escola-mestral -
Category
Documents
-
view
213 -
download
0
description
http://www.escolamestral.net/mestral/tr1011/fpolls.pdf
Transcript of fpolls
L’objectiu d’aquest treball de recerca ha estat la construcció d’un motor d’Stirling i l’anàlisi del seu funcionament. Aquest motor és una màquina tèrmica de combustió externa que va ser creada per Robert Stirling l’any 1816 com a substitut de la màquina de vapor.
Hem dividit el treball en 3 parts. Una primera part teòrica en què hem estudiat els continguts bàsics de termodinàmica que ens han permès entendre el funcionament del motor a nivell físic. Han estat especialment importants per entendre el funcionament del motor el principi de conservació de l’energia i la impossibilitat d’aprofitar-la tota.
En la segona part hem construït el motor d’Stirling. Després de moltes proves hem aconseguit fer un motor amb materials casolans que arriba a funcionar amb 4 espelmes com a font d’energia. Com a punts claus per aconseguir el correcte funcionament del motor, a part d’un bon disseny, s’ha hagut d’evitar qualsevol tipus de fuga d’aire i minimitzar-ne els fregaments.
Finalment, una tercera part en què hem fet l’estudi del motor, analitzant la relació que hi ha entre les temperatures de treball i la velocitat de gir. Els nostres resultats han indicat que el motor comença a funcionar tan sols a partir d’un mínim de temperatura del focus calent, independentment que la diferència de temperatures entre els focus sigui molt gran. És a dir, necessita que el gas del seu interior tingui un mínim d’energia per poder vèncer la pressió atmosfèrica i els fregaments del motor. Un cop el motor ja supera aquest punt crític s’observa que la relació entre la diferència de temperatures o el quocient d’aquestes i la velocitat de gir del motor és lineal.
Anàlisi del funcionament del Motor d’StirlingAutor: Francesc Polls Agell Tutor: Daniel Urbano
Fotografia del model construït.
Gràfiques en què es relaciona la velocitat de gir i la diferència de temperatures (a dalt) i el quocient de les temperatures absolutes (a baix). En els dos casos les dades es classifiquen en grups segons la temperatura del focus calent, tal i com s’indica a la llegenda. Podem veure clarament que hi ha una temperatura mínima de funcionament del motor (aproximadament 170ºC). També es pot observar que a partir d’aquest punt la relació entre la velocitat de gir i la diferència o el quocient de temperatures és lineal.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
70 90 110 130 150 170 190 210
∆T
velo
cita
t gir
(rev
/min
)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80
(Tc+273)/(Th+273)
velo
cita
t gir
(rev
/min
)
<150ºC 150º-159ºC 160º-169ºC 170º-179ºC
180º-189ºC 190º-199ºC >200ºC
