Motor Stirling – ayer, hoy, mañana
Medio siglo antes de la llegada del primer motor de combustión interna funcional (ICE), el sacerdote escocés Robert Stirling patentó un motor térmico llamado "economizador". Este evento tuvo lugar en septiembre de 1816. En el futuro, esta invención en honor a su autor se denominó motor Stirling.
A la vuelta del siglo
El nuevo motor fue un gran avance en la ciencia y la tecnología de la época. Se destacó brillantemente en el contexto de otros motores térmicos, lo cual es bastante natural, porque el motor Stirling tenía un mayor coeficiente de rendimiento (COP), era confiable y seguro. Sobre la base de los desarrollos de Stirling, se crearon muchas modificaciones del motor que se utilizaron con éxito hasta principios del siglo XX.
La aparición del motor de combustión interna cambió radicalmente la situación. Los motores térmicos y el motor Stirling, entre otras cosas, fueron inferiores a los motores de combustión interna en términos de potencia específica, así como en una serie de otros indicadores. Este fue el factor decisivo en el destino del "economizador" a finales de los siglos XIX-XX.
Sobre el dispositivo y el principio de funcionamiento.
El motor Stirling es un motor térmico de ciclo cerrado y no genera energía térmica, sino que proviene de una fuente externa. Esta característica de diseño lo distingue de otros motores.
El principio de funcionamiento del motor Stirling es bastante simple. Todo el trabajo se realiza mediante la expansión del gas (aire, helio, hidrógeno) bajo la influencia de la temperatura. Estructuralmente, se ve así. El gas dentro de la cámara, bajo la acción de una fuente de calor externa, empuja el pistón desplazador, que está en el mismo eje que el pistón de trabajo. Debido al esquema del cigüeñal, se asegura el movimiento de los pistones y su regreso a su posición original. En este caso, el aire calentado, al pasar por la cámara de enfriamiento, desciende.
Hay varios tipos de diseños de motores térmicos que se clasifican como motores Stirling. Estas son configuraciones alfa, beta y gamma. Sin embargo, se han desarrollado otros tipos de motores Stirling que no pueden atribuirse a ninguna de las categorías anteriores.
Ventajas y desventajas
Las ventajas de los motores Stirling incluyen la simplicidad del diseño, la capacidad de utilizar varias fuentes de energía, la eficiencia y una larga vida útil. En cuanto a las deficiencias, este es el consumo de material, las dimensiones. Debido al uso de fuentes de calor externas, parte de la energía se disipa en los intercambiadores de calor, lo que reduce la eficiencia. Para conseguir una potencia comparable a la de un motor de combustión interna, no es necesario utilizar aire, sino helio o hidrógeno.
Nuestros días y perspectivas
Los motores de combustión interna dominaron casi todo el siglo XX, pero a principios de siglo, cuando el tema del ahorro de recursos se volvió más agudo, los científicos y desarrolladores recordaron los motores Stirling. En primer lugar, han encontrado su aplicación en el sector energético. Por ejemplo, en plantas de energía solar.
Hoy en día, los desarrolladores de submarinos han prestado atención a los motores Stirling. También está previsto utilizarlos en astronáutica. En particular, en los planes de la NASA para crear una base habitable en la Luna, se supone que utilizará un reactor nuclear y generadores eléctricos para alimentar la estación, que impulsará motores Stirling.