¿Alguna vez has oído hablar del ciclo de Stirling? Si eres un apasionado de la ciencia y la tecnología, es posible que te suene familiar, pero si no, no te preocupes. En este artículo te explicaremos qué es exactamente el ciclo de Stirling y por qué es tan fascinante. Te sumergirás en el mundo de la energía térmica, los motores y las aplicaciones prácticas de esta notable innovación. Así que prepárate para descubrir un ciclo que ha revolucionado la forma en que capturamos y utilizamos la energía. ¿Listo para aprender? ¡Vamos allá!
En el artículo anterior hablamos del ciclo de Carnot y su eficiencia. Sin embargo, el ciclo de Carnot tiene una presión efectiva media baja. Para aumentar la presión media efectiva y teóricamente lograr la máxima eficiencia, se pueden realizar algunas modificaciones al ciclo de Carnot. Este ciclo de Carnot modificado se llama ciclo de Stirling.
ciclo de Stirling
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En este ciclo de Stirling existen dos procesos isotérmicos y dos procesos isocóricos (procesos de volumen constante).
A continuación se muestran los diagramas PV y TS para el ciclo de Stirling.
Los diferentes procesos en el ciclo Stirling.
- 3 → 4 (Expansión isotérmica)
- 4 → 1 (expansión isocórica)
- 1 → 2 (compresión isotérmica)
- 2 → 3 (compresión isocórica)
La única diferencia es que los procesos 4 → 1 y 2 → 3 son procesos de volumen constante (isocóricos) en lugar de procesos adiabáticos.
En el diagrama TS del ciclo de Stirling anterior, se puede ver que durante los procesos de volumen constante, el calor suministrado al sistema desde la fuente y el calor liberado al disipador son iguales. (es decir, T3 =T4 y T2 =T1 respectivamente).
Haga clic aquí para revisar los procesos del Ciclo de Carnot
La eficiencia del ciclo Stirling es
La eficiencia del ciclo de Stirling es la misma que la del ciclo de Carnot.
En la práctica, no es tan fácil construir un intercambiador de calor que funcione de forma continua a temperaturas tan altas. Ésta es la mayor dificultad de los motores Stirling. Estos quedaron obsoletos tras la introducción del ciclo Otto y el ciclo Diesel.
Diploma
Hemos discutido el ciclo de Stirling y sus diferencias con el ciclo de Carnot. Háganos saber su opinión en la sección de comentarios a continuación.
El Ciclo de Stirling: Una modificación del Ciclo de Carnot para aumentar la presión media efectiva
En el artículo anterior discutimos el Ciclo de Carnot y su eficiencia. Sin embargo, el Ciclo de Carnot tiene una baja presión media efectiva. Para aumentar esta presión media efectiva y teóricamente lograr la máxima eficiencia, se pueden realizar algunas modificaciones al Ciclo de Carnot. Este ciclo modificado se llama el Ciclo de Stirling.
El Ciclo de Stirling
En el Ciclo de Stirling, hay dos procesos isotermos y dos procesos isocóricos (procesos de volumen constante).
El diagrama P-V y los diagramas T-S para el Ciclo de Stirling se muestran a continuación:
Los diferentes procesos en el Ciclo de Stirling son:
- 3 → 4 (Expansión isotérmica)
- 4 → 1 (Expansión isocórica)
- 1 → 2 (Compresión isotérmica)
- 2 → 3 (Compresión isocórica)
La única diferencia es que durante los procesos 4 → 1 y 2 → 3, en lugar de los procesos adiabáticos, se han tomado como procesos de volumen constante (isocóricos).
A partir del diagrama T-S anterior del ciclo de Stirling, se observa que durante los procesos de volumen constante, el calor añadido al sistema desde la fuente y el calor rechazado al sumidero son iguales. (es decir, T3 = T4 y T2 = T1 respectivamente).
Haga clic aquí para ver los procesos del ciclo de Carnot.
La eficiencia del Ciclo de Stirling
La eficiencia del Ciclo de Stirling es igual a la eficiencia del Ciclo de Carnot.
Prácticamente no es tan fácil construir un intercambiador de calor que funcione continuamente a temperaturas tan altas. Esta es la principal dificultad en los motores de Stirling. Por lo tanto, estos se volvieron obsoletos después de la introducción del ciclo Otto y los ciclos diésel.
Conclusión
Hemos discutido el ciclo de Stirling y cómo es diferente del ciclo de Carnot. Por favor, déjanos tus opiniones en la sección de comentarios a continuación.