Dicionário de Experiencias: Motor a Vacuo (Stirling)

MOTOR DE STIRLING

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

FUNCIONAMENTO

Ciclo de Carnot: diagrama Pressão X Volume.

Este tipo de motor funciona com um ciclo termodinâmico composto de 4 fases e executado em 2 tempos do pistão: compressão isotérmica(=temperatura constante), aquecimento isocórico (=volume 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 Ciclo de Carnot, que estabelece o limite teórico máximo de rendimento das máquinas térmicas.

O motor Stirling surpreende por sua simplicidade, pois consiste de duas câmaras em diferentes temperaturas que aquecem e arrefecem um gás de forma alternada, provocando expansões e contracções cíclicas, o que faz movimentar dois êmbolos ligados a um eixocomum. 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 eficiênciatermodinâmica. O gás utilizado nos modelos mais simples é o ar (daí a expressão citada acima); hélio ou hidrogénio pressurizado (até 150kgf/cm²) são empregados nas versões de alta potência e rendimento, por serem gases com condutividade térmica mais elevada e menor viscosidade, isto é, transportam energia térmica (calor) mais rapidamente e têm menor resistência ao escoamento, o que implica menos perdas por atrito. Ao contrário dos motores de combustão interna, o fluido de trabalho nunca deixa o interior do motor; trata-se portanto de uma máquina de ciclo fechado.