Motor Stirling é Um Motor de Combustão Externa

8/18/2019 Motor Stirling é Um Motor de Combustão Externa

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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 olandesa !ilips nos anos "#$% e "#&% cegaram

a índices de '$(, superando facilmente os motores a gasolina, diesel e as máquinas avapor )efici*ncia entre +%( e %(-.

Índice

esconder /

• " 0istória

• + 1uncionamento

• Anima23es

• ' 4antagens

• $ 5esvantagens

• & 4er também

• 6 7efer*ncias

• 8 9ibliografia

• # :iga23es externas

História

5eseno da patente do motor Stirling.

1oi aperfei2oado pelo pastor escoc*s 7obert Stirling"/ em "8"&, auxiliado pelo seuirmão engeneiro. ;les visavam a substitui2ão do motor a vapor , com o qual o motorstirling tem grande semelan2a estrutural e teórica. =, as

máquinas a vapor explodiam com muita frequ*ncia, em fun2ão da precária tecnologia metal?rgica das caldeiras, que se rompiam quando submetidas @ alta pressão.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmicahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Efici%C3%AAncia_energ%C3%A9ticahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Empresahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Philipshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Ottohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Ottohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinahttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Vaporhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Hist.C3.B3riahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Funcionamentohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Anima.C3.A7.C3.B5eshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Vantagenshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Desvantagenshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Ver_tamb.C3.A9mhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Refer.C3.AAnciashttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Bibliografiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Liga.C3.A7.C3.B5es_externashttps://pt.wikipedia.org/wiki/Pastor_(religi%C3%A3o)https://pt.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Engenheirohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vaporhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_%C3%A1guahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Tecnologiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Tecnologiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Metalurgiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira_(gerador_de_vapor)https://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira_(gerador_de_vapor)https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmicahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Efici%C3%AAncia_energ%C3%A9ticahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Empresahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Philipshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Ottohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Vaporhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Hist.C3.B3riahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Funcionamentohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Anima.C3.A7.C3.B5eshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Vantagenshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Desvantagenshttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Ver_tamb.C3.A9mhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Refer.C3.AAnciashttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Bibliografiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling#Liga.C3.A7.C3.B5es_externashttps://pt.wikipedia.org/wiki/Pastor_(religi%C3%A3o)https://pt.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/wiki/Engenheirohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vaporhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_%C3%A1guahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Tecnologiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Metalurgiahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira_(gerador_de_vapor)https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor


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Sensibiliados com a dor das famílias dos operários mortos em acidentes, os irmãosStirling procuraram conceber um mecanismo mais seguro. B referido também comomotor de ar quente, por utiliar os gases atmosféricos como fluido de trabalo.

Funcionamento

Ciclo de CarnotD diagrama !ressão = 4olume.

;ste tipo de motor funciona com um ciclo termodinEmico composto de ' fases eexecutado em + tempos do pistãoD compressão isotérmica )Ftemperatura constante-,aquecimento isocórico )Fvolume constante-, expansão isotérmica e arrefecimentoisocórico. ;ste é o ciclo idealiado )válido para gases perfeitos-, que diverge do cicloreal medido por instrumentos.


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!om alternador linear" Stirling da #$ili%s &anos '()"

0á configura23es básicas deste tipo de motorD

• Alfa G com cilindros em 4K )1-

• 9eta G com *mbolos coGaxiais num mesmo cilindro )2-

• Nama G com cilindros em lina )ver linLs externos- )-.

;xistem modelos grandes com uso prático e modelos didácticos, min?sculos,accionados até pelo calor de uma mão umana.

*antagens

https://pt.wikipedia.org/wiki/Alternadorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9cada_de_1950https://pt.wikipedia.org/wiki/Did%C3%A1cticohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Alternadorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9cada_de_1950https://pt.wikipedia.org/wiki/Did%C3%A1cticohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A3o


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Om motor Stirling e um gerador .

;sse tipo de motor apresenta diversas vantagensD é pouco poluente pois a combustão écontínua, e não intermitente como nos motores Ciclo de Htto e Ciclo 5iesel, permitindouma queima mais completa e eficiente do combustível. !or isso é muito silencioso e

apresenta baixa vibra2ão )não á IexplosãoI-. B verdadeiramente multiGcombustível, pode utiliar praticamente qualquer fonte energéticaD gasolina, etanol, metanol, gásnatural, óleo diesel, biogás, N:!, energia solar , calor geotérmico e outros. 9asta geraruma diferen2a de temperatura significativa entre a cEmara quente e a cEmara fria para

produir trabalo )quanto maior a diferen2a de temperatura, maior é a efici*ncia do processo e mais compacto o motor-.

+es,antagens

Potor Stirling em configura2ão beta com transmissão rQmbica.

A sua maior desvantagem consiste na dificuldade de iniciar e variar sua velocidade derota2ão rapidamente, sendo complicado o seu emprego em veículos como carros ecamin3es, embora modelos de propulsão íbrida )eléctrico e motor térmico- possamser viáveis. Também á problemas técnicos a serem resolvidos quanto ao sistema deveda2ão, que impede o vaamento do fluido de trabalo, particularmente quando seempregam gases inertes e leves )élio, idrogénio-, difíceis de serem confinados sobalta pressão sem escaparem para o exterior. Alem disso, por ser uma tecnologia poucodifundida, os motores Stirling são mais caros, tanto na aquisi2ão quanto na manuten2ão.

Om aperfei2oamento do motor Stirling camado de motor sónico+/ )efici*ncia de "8(-,está em estudo para substituir os geradores termoeléctricos )efici*ncia de 6(-, em usoactualmente nas sondas espaciais.

*er tam.m[editar | editar código-fonte]

H Commons possui uma categoria contendo imagens e outros ficeiros sobre Motor Stirling

•

Armaenamento de energia em ar comprimido

https://pt.wikipedia.org/wiki/Geradorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Poluentehttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Ottohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Vibra%C3%A7%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Metanolhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Metanolhttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_naturalhttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_naturalhttps://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93leo_dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93leo_dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Biog%C3%A1shttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_liquefeito_de_petr%C3%B3leohttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_liquefeito_de_petr%C3%B3leohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solarhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_geot%C3%A9rmicahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_geot%C3%A9rmicahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vel_h%C3%ADbridohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctricohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Tecnologiahttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_s%C3%B3nico&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_s%C3%B3nico&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Geradores_termoel%C3%A9ctricos&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Geradores_termoel%C3%A9ctricos&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/wiki/Sondas_espaciaishttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_Stirling&veaction=edit&vesection=6https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_Stirling&action=edit&section=6https://commons.wikimedia.org/wiki/P%C3%A1gina_principalhttps://commons.wikimedia.org/wiki/P%C3%A1gina_principalhttps://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Stirling_engine?uselang=pthttps://pt.wikipedia.org/wiki/Armazenamento_de_energia_em_ar_comprimidohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Geradorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Poluentehttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Ottohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Vibra%C3%A7%C3%A3ohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Metanolhttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_naturalhttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_naturalhttps://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93leo_dieselhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Biog%C3%A1shttps://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_liquefeito_de_petr%C3%B3leohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solarhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_geot%C3%A9rmicahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vel_h%C3%ADbridohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctricohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Tecnologiahttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_s%C3%B3nico&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Geradores_termoel%C3%A9ctricos&action=edit&redlink=1https://pt.wikipedia.org/wiki/Sondas_espaciaishttps://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_Stirling&veaction=edit&vesection=6https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_Stirling&action=edit&section=6https://commons.wikimedia.org/wiki/P%C3%A1gina_principalhttps://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Stirling_engine?uselang=pthttps://pt.wikipedia.org/wiki/Armazenamento_de_energia_em_ar_comprimido


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• ;nergia pneumática

• ;nergia térmica

• ;ngenaria de energia

• 1aculdade de Tecnologia TermomecEnica

• Potor a ar comprimido

/efer0ncias

". >r para cima R )em ingl*s- ;lectricscotland Significant Scots. 9iografia de7obert Stirling

+. >r para cima R )em portugu*s- 1eira de Ci*ncias G Potor SónicoD H ar comomassa vibrante

iliografia[editar | editar código-fonte]

• )em ingl*s- 7everend 7obert Stirling 5.5D A 9iograp of te >nventor of te0eat ;conomiser and Stirling Ccle ;ngine. Robert Sier. ;ditora :.A Pair,"##$. >S9< %G#$+&'"6G%G'

• )em ingl*s- Stirling ;ngine 5esign Panual. William R. Martini. ;ditoraOniversit !ress of te !acific, +%%'. >S9< "'"%+"&%'6

• )em portugu*s- 5endroenergiaD 1undamentos e Aplica23es, + ;di2ão. Luiz Augusto Horta Nogueira, Electo Eduardo Silva Lora. ;ditora >nterci*ncia, +%%.>S9< 8$6"#%66$

• )em portugu*s- Panual de Tecnologia Automotiva G Tradu2ão da +$ ;di2ãoAlemã. Robert Bosch. ;ditora ;dgard 9lucer, +%%$. >S9< 8$+"+%68%.

• )em portugu*s- 9iomassa !ara ;nergia. Luis A.B. ortez, Edgardo !livares

"omez, Electo Eduardo Silva Lora. ;ditora Onicamp, +%%8. >S9< 8$+&8%688

igações e3ternas[editar | editar código-fonte]

Anima23es

• Uevene )em ingl*s- motor tipo Alfa.

• P>T )em ingl*s- motor tipo 9eta.

•


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• Aeria )em ingl*s- motor tipo Nama.

4ídeos

• )em portugu*s-


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IUniversidade Federal de Itajubá / Núcleo de Estudos emSistemas Térmicos - NEST (IEM/UNIFEI ). v !"S #$%$& '" %&Itajubá& M)& 'E" $*+%%-,%$ - !rasil+ Tel+ ($ $.,-#$+Email0 robledo1uni2ei+edu+brIIUniversidade Federal de Itajubá / Núcleo de Estudos emSistemas Térmicos - NEST (IEM/UNIFEI ). v !"S #$%$& '" %&

Itajubá& M)& 'E" $*+%%-,%$ - !rasilIIITérmicos - NEST (IEM/UNIFEI ). v !"S #$%$& '" %& Itajubá&M)& 'E" $*+%%-,%$ - !rasil

RESUM$

busca 3elo aumento da ca3acidade instalada de ener4iaelétrica& aliado a necessidade de se redu5ir emiss6es de3oluentes& vem dando 2or7a 8s 2ontes alternativas de ener4ia+tualmente 9á 3ro4ramas no mundo inteiro de incentivos a tais2ontes+ No !rasil se tem o ":;INF - "ro4rama de Incentivo 8sFontes lternativas de Ener4ia+ Um eode eletricidade& a biomassa 3ode ser utili5ada diretamente& ouseja& 2a5endo a sua combust>o direta& sendo trans2ormada aener4ia térmica em ener4ia elétrica& ou 3ode ser trans2ormadaem 4ás ou l=?uido& utili5ando-se 3osteriormente tecnolo4iascomo motores de combust>o interna e turbinas a 4ás 3ara a4era7>o de eletricidade a 3artir destes combust=veis+ "oucastecnolo4ias 3ermitem a 4era7>o de ener4ia elétrica a 3artir da?ueima direta da biomassa+ @entre estas tecnolo4ias se tem ouso de motores Stirlin4+ Isto é 3oss=vel devido ao 2ato de osmotores Stirlin4 serem de combust>o eo 9avendocontato do 4ás de trabal9o com os 4ases 3rovenientes dacombust>o+ Sendo assim& o ?ue se necessita nos motoresStirlin4 é uma 2onte de calor& inde3endendo do combust=vel ?ueserá utili5ando& 3odendo inclusive se trabal9ar com ener4iasolar+ Neste trabal9o será a3resentada tal tecnolo4ia&detal9ando os di2erentes ti3os de motores Stirlin4 con2orme suacon2i4ura7>o& além de a3resentar o motor Stirlin4 ST % )& ?ue

é um motor de %%A ad?uirido 3ela Universidade Federal deItajubá+ Também s>o a3resentados os resultados de testesreali5ados com o mesmo motor e a instala7>o 3ara se trabal9arcom res=duos de madeira como combust=vel+

%alavras&c'ave( biomassa& ener4ia alternativa& 4era7>odistribu=da& motor Stirlin4& motor de combust>o e


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alternative ener4C sources+ NoBadaCs around t9e Borld t9ereare a lot o2 alternative ener4C sources incentive 3ro4rams+ In!ra5il 9ave ":;INF - lternative Ener4C Sources Incentive"ro4ram+ n eo solar+ Essa ener4ia ?u=mica 3ode ser liberadadiretamente 3or combust>o& ou convertida através de al4um3rocesso em outras 2ontes ener4éticas mais ade?uadas& 3araum 2im ?ual?uer desejado& tal como o álcool e o carv>o ve4etal+(G;:& %%$+

'ertamente o 3rimeiro combust=vel utili5ado 3ela 9umanidade2oi biomassa+ 'om a descoberta dos combust=veis 2osseis seuuso 2icou mais restrito+ 'om a redu7>o constante das reservasde combust=veis 2osseis& sendo estes n>o renováveis& aliado 84rande 3olui7>o causada com a ?ueima dos mesmos& o uso dabiomassa como combust=vel volta a 4an9ar 2or7a+

;s motores Stirlin4& também con9ecidos como motor decombust>o eoocorre eo deinteresse 3ara essa tecnolo4ia é o uso de biomassa& 3ore


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- .ist/rico

; motor Stirlin4 2oi inventado em #H#. 3elo reverendo :obert

Stirlin4& na Esccia& e a3resentou na é3oca& a vanta4em de serum motor mais se4uro com3arado com os motores a va3orutili5ados até ent>o& 3rinci3almente 3elo menor n=vel de 3ress>outili5ado 3elo motor inventado 3or Stirlin4+

; motor Stirlin4 teve um uso comum até os anos de #,%&?uando os motores de combust>o interna e os motores elétricoso tornaram redundante+ ; motor ;tto 2oi inventado em #H** e omotor diesel em #H,$& e estes a3resentavam maior 3otenciacom3arado aos motores Stirlin4 da é3oca+ (JI:T& #,,+lém disso& os motores Stirlin4 re?ueriam uma aten7>o es3ecialem sua manu2atura& ?ue tin9a uma tolerncia mais estreita do?ue a re?uerida 3elos motores de combust>o interna+ combina7>o de um menor custo de manu2atura e uma maior3otKncia 4erada 3elos motores de combust>o interna levaramao desa3arecimento comercial do motor Stirlin4+

3s a se4unda )uerra Mundial& com a inven7>o da classe dosa7os inoo eore?uerer re-enc9imento& ele é indicado 3ara re4i6es isoladas&onde se necessitam 4era7>o de 3otKncia& ou seja& trabal9andocomo 4era7>o distribu=da+

0 Classi"ica+,o dos motores Stirling con"orme acon"igura+,o

;s motores Stirlin4 s>o divididos em 4eral em trKs 4ru3os& l2a&

!eta e )ama& de acordo com a con2i4ura7>o dos cilindros e3ist6es+

; motor Stirlin4 ti3o l2a a3resenta basicamente dois 3ist6es&sendo um de com3ress>o e um de eo& e estes s>ode2asados de ,%+ Já um lado ?uente (es3a7o de eo eum lado 2rio (es3a7o de com3ress>o& unidos entre si+ ;s dois3ist6es 2a5em o 4ás 2luir entre ambos es3a7os& e os mesmosdois 3ist6es 4eram 3otKncia de sa=da+

Na con2i4ura7>o l2a (Fi4ura $+#& o motor tem dois 3ist6es ?ues>o conectados em serie 3elo trocador de calor de a?uecimento&

o re4enerador e o trocador de calor de res2riamento+ (MEGG;&%%#+

http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022004000200060&script=sci_arttexthttp://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022004000200060&script=sci_arttext


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Embora 3ossua a con2i4ura7>o mais sim3les& o motor l2aa3resenta a desvanta4em de ambos os 3ist6es necessitarem deveda7>o 3or conter 4ás de trabal9o+ Esses motores 3odem serconstru=dos em con2i4ura76es com3actas& com múlti3loscilindros e elevadas 3otKncias de sa=da& necessárias nasa3lica76es automotivas+

;s motores Stirlin4 !eta e )ama s>o c9amados de motoresStirlin4 de deslocamento& sendo ?ue o 4ás de trabal9o émovimentado entre os es3a7os de alta e baio de deslocamento+ com3ress>o e eo do 4ás detrabal9o s>o 2eitos 3elo 3ist>o de trabal9o+

Na con2i4ura7>o !eta& os 3ist6es de deslocamento e trabal9oest>o alin9ados em um único cilindro+ "ela sobre3osi7>o entrecada movimento de ambos os 3ist6es& uma taomaior do motor é obtida& e 3ode-se obter maior 3otKncia ?ue omotor Stirlin4 ti3o )ama+ Entretanto& as 9astes do 3ist>o dedeslocamento e o de trabal9o est>o alin9adas& o ?ue torna omecanismo com3licado+ (JI:T& #,,+

; motor !eta a3resenta a con2i4ura7>o clássica& 3atenteada em

#H#. 3or :obert Stirlin4+ Um es?uema do motor Stirlin4 ti3o!eta é a3resentado na Fi4ura $++



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á o motor )ama tem um 3ist>o de deslocamento similar ao domotor !eta& a3esar de ser montado em di2erentes cilindros(Fi4ura $+$+ Essa con2i4ura7>o tem o conveniente de se3arar a3arte ?uente do trocador de calor& ?ue é associada ao 3ist>o dedeslocamento& do es3a7o de trabal9o de com3ress>o eeo& associado ao 3ist>o de trabal9o+ (MEGG;& %%#+

'om3arado com o motor ti3o !eta& o seu mecanismo é maissim3les& e ajustes na tao e incremento da áreade trans2erKncia de calor& s>o relativamente 2áceis de se obter+(JI:T& #,,+ 3resenta& entretanto& volumes mortosmaiores& além do 2ato de 3arte do 3rocesso de eo ocorrerno es3a7o de com3ress>o& causando redu7>o na 3otKncia desa=da+ (MEGG;& %%#+

1 %rincípio de "uncionamento e ciclo

termodin2mico



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; 3rinci3io de 2uncionamento do Motor Stirlin4 é com3letamentedi2erente dos motores de combust>o interna comuns+ Um motorStirlin4 sem3re contém um 4ás 3ressuri5ado (ar& 9élio ou9idro4Knio no cilindro& ?ue é c9amado de 4ás de trabal9o+ "otKncia é 4erada n>o 3ela ?ueima eo do 3ist>o dedeslocamento é trans2erir o 4ás da cmara ?uente 3ara acmara 2ria e vice-versa& com o objetivo de aumentar oudiminuir a tem3eratura do 4ás de trabal9o+ mudan7a natem3eratura do 4ás de trabal9o causa uma subse?Oentemudan7a na 3ress>o do mesmo& ?ue 4era 2or7a 3aramovimentar o 3ist>o+ 3otKncia de sa=da do motor é entre4ueao ei


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Se um re4enerador 2or colocado no canal entre os cilindros 2rio e?uente& o calor 3ode ser arma5enado& ?uando o 4ás 2lui docilindro ?uente 3ara o 2rio e usado 3ara rea?uecer o 4ás&

?uando este 2lui de volta 3ara o volume ?uente+ ; ciclo deStirlin4& tendo um re4enerador ideal (e2iciKncia de #%%& terátodo o calor 2ornecido ao 2luido de trabal9o de 2ontes e


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motor e a 2abrica7>o das 3artes ?ue n>o s>o inclu=das noconjunto+

s 3rinci3ais 3artes do motor ?ue n>o s>o 2ornecidas s>o otrocador de calor de a?uecimento& o re4enerador& e o radiador+"ara cada um destes com3onentes 2oi 2ornecido um roteiro de

2abrica7>o e monta4em& juntamente com relatos de e


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; trocador de calor de a?uecimento é 2ormado 3or vinte e?uatro tubos de dimetro W H mm e es3essura de # mm+ ;material destes tubos é a7o ino


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; ensaio teve como objetivo a determina7>o da 3otKncia domotor 2abricado& uma ve5 ?ue sua 3otencia de 3rojeto está na2aio do consumo de combust=vel utili5ou-se uma balan7aFili5ola& e 3ara a medi7>o da com3osi7>o dos 4ases de eo&utili5ou-se um analisador de 4ases modelo IM: $%%%& da IM:Enviromental E?ui3ment+

Tabela .+# a3resenta um resumo de todos os dados coletadosdurante o ensaio juntamente com as 4rande5as calculadas3osteriormente+



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;s 3rinci3ais com3onentes dos 4ases de eo& e suasres3ectivas concentra76es médias obtidas 3elo analisador de4ases durante o ensaio 2oram0 ; - Q&& N; - $H m4& '; - .m4 e N; - m4+

Uma 3e?uena caldeira da )-T9erm& ?ue utili5a comocombust=vel res=duo de madeira 2oi ad?uirida 3ara ensaiar omotor Stirlin4 ST % ) utili5ando como 2onte de calor os 4ases3rovenientes da ?ueima da madeira no interior da 2ornal9a+ instala7>o do motor Stirlin4 ST % ) aco3lado a esta caldeiraestá 3ronta e é a3resentada na Fi4ura .++



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l4uns trabal9os utili5ando-se motores Stirlin4 em o3era7>ocom biomassa s>o encontrados na literatura+ Um trabal9o ?uese destaca é o a3resentado 3or "odesser (";@ESSE:& #,,,+ ;objetivo de seu trabal9o é o 3rojeto& constru7>o e o3era7>o deum motor Stirlin4 ?ue usa o calor 3roveniente da ?ueima debiomassa em um 2orno+ Se4undo "odesser& o maior 3roblemaencontrado ?uando se trabal9a com a ?ueima direta dabiomassa é a 2uli4em contida nos 4ases ?uentes+ "ara se evitaruma dani2ica7>o 3recoce do motor& o trocador de calor deve ser2eito com tubos es3eciais& mais resistentes+ ; motor 3rojetado3or "odesser usa como 2luido de trabal9o ar ou nitro4Knio& temuma 3otKncia de eio de .%% r3m& e coe2iciente de3er2ormance (3otKncia de ei


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'om um valor médio de consumo de combust=vel ()G" duranteo ensaio de %&$% 4/9& e com uma média das medidas de3otKncia do motor de $*&.HA durante o mesmo 3Vde-se obterum rendimento médio do motor de a3roo de motores Stirlin4+ @entre estas 2ontesde calor& atualmente vem se destacando em 3es?uisas& 3or

serem 2ontes renováveis de ener4ia0 o uso da ener4ia solar e ouso de diversos ti3os de biomassa como combust=veis+

'omo trabal9o 2uturo& e como uma continuidade dos trabal9os?ue vem sendo 2eitos com o motor Stirlin4 ST % )& 9á o seuensaio aco3lado 8 caldeira a biomassa+ 'om isso se 3retendeavaliar a 3ossibilidade de o3era7>o de tal tecnolo4ia em re4i6esisoladas& onde n>o se tKm recursos ener4éticos 2sseisdis3on=veis& e ?ue se ten9a biomassa residual+

Re"erencias Bibliogr:"icas

Jirata& P+ Stirling Engine 'ome page+ #,,+(9tt30//BBB+beoame+ne+j3/X9irataR

Jsu& S+T+& Gin& F+Y+& '9iou& +S+ .eat&trans"er aspects o"Stirling poer generation using incinerator aste energundamentos e plica+9es+ InterciKncia& :io de aneiro& Z

ed& %%$R

Mello& M+ )+ Biomassa Energia dos )r/picos em Minas5erais+ GabM=dia/FFI'J& !elo Jori5onte& %%#R

Moran& M+ +& S9a3iro& J+ N+ >undamentals o" Engineering)'ermod


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"odesser& E+ Electricit< production in rural villages it' abiomass Stirling engine+ :eneBable Ener4C& #.& 33+ #%Q,-#%& #,,,+

1ª Lei da Termodinâmica

'9amamos de #Z Gei da Termodinmica& o 3rinc=3io da conservação deenergia a3licada 8 termodinmica& o ?ue torna 3oss=vel 3rever ocom3ortamento de um sistema 4asoso ao so2rer uma trans2orma7>otermodinmica+nalisando o 3rinc=3io da conserva7>o de ener4ia ao conteo 3ode criar ou consumir ener4ia& mas a3enas arma5ená-laou trans2eri-la ao meio onde se encontra& como trabal9o& ou ambas assitua76es simultaneamente& ent>o& ao receber uma ?uantidade L de calor&esta 3oderá reali5ar um trabal9o e aumentar a ener4ia interna dosistema \U& ou seja& e


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Motor Stirling é Um Motor de Combustão Externa