Diseño, construcción e implementación de mejoras para un motor Stirling de 1/8 de HP

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(1)IM – 2005 – 1 – 24 Diseño, Construcción E Implementación De Mejoras Para Un Motor Stirling De 1/8 De HP. CARLOS RICARDO MEDINA USECHE. PROYECTO DE GRADO. Asesor JAIME LOBOGUERRERO USCATEGUI Ingeniero Mecánico, Ph.D.. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ, D.C. 2005. 1.

(2) IM – 2005 – 1 – 24 Índice de contenidos.. 1. INTRODUCCION .......................................................................................................... 5 2. OBJETIVOS.................................................................................................................... 9 2.1. Objetivo General ................................................................................................... 9 2.2. Objetivos Específicos.......................................................................................... 9 3. TRABAJOS PREVIOS................................................................................................ 10 4. DESCRIPCION DEL FUNCIONAMIETO................................................................. 11 5. DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................................................... 13 5.1. Inspección inicial y descripción de las piezas. ........................................... 14 5.2. Inventario ............................................................................................................... 16 5.3. Descripción de las piezas y proceso de diseño.......................................... 17 5.3.1. Bloque de motor .......................................................................................... 17 5.3.2. Bloque de despalzadores y quemador.................................................. 19 5.3.3. Pistones ......................................................................................................... 22 5.3.4. Conjunto de bielas y excéntricas............................................................ 22 5.3.5. Eje del cigüeñal............................................................................................ 23 5.3.6. Yugo escocés ............................................................................................... 24 5.3.7. Excéntricas yugo escocés ........................................................................ 25 5.3.8. Guías de los desplazadores ..................................................................... 26 5.3.9. Pistones Desplazadores ............................................................................ 27 5.3.10. Sellos y empaque...................................................................................... 29 6. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR........................................................................... 31 6.1. Calculo de volumen de trabajo ........................................................................ 31 6.2. Torque estático ................................................................................................... 33 6.3. Potencia Teórica ................................................................................................. 33 6.4. Especificación del lubricante .......................................................................... 35 7. SIMULACION TEORICA EN ANSYS....................................................................... 36 7.1. Programa Utilizado............................................................................................. 37 7.2. Tipo de elementos y número ............................................................................ 37 7.3. Geometría enmallada......................................................................................... 37 2.

(3) IM – 2005 – 1 – 24 7.4. Características del material ............................................................................. 38 7.5. Condiciones de frontera ................................................................................... 39 7.6. Condiciones de carga........................................................................................ 40 7.7. Especificación de tipo de simulación ........................................................... 40 7.8 Presentación de resultados .............................................................................. 41 8. FUNCIONAMIENTO FINAL DEL MOTOR.............................................................. 41 8.1. Funcionamiento .................................................................................................. 41 8.2. Problemas de funcionamiento ........................................................................ 42 9. CONCLUCIONES ........................................................................................................ 43 10. RECOMENDACIONES............................................................................................. 46 11. REFERENCIA ............................................................................................................ 47 12. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 48 13. ANEXOS ..................................................................................................................... 49. 3.

(4) IM – 2005 – 1 – 24 Índice de ilustraciones. Ilustración 1. Ciclo teórico Vs real. .................................................................................................................. 12 Ilustración 2. Desplazador y pistón. ............................................................................................................... 12 Ilustración 3. Motor Stirling Universidad de los Andes. ..................................................................................... 13 Ilustración 4. Bloque de motor oxidado. .......................................................................................................... 14 Ilustración 5. Oxido en la superficie del piston. ............................................................................................... 15 Ilustración 6. Piston quemado debido a la alta temperatura al interior del bloque de desplazadores. ............ 15 Ilustración 7. Mal maquinado de la pista interna de la biela y excentrica.......................................................... 16 Ilustración 8. Bujes en teflon. .......................................................................................................................... 18 Ilustración 9. Sistemas de sellado para el fluido de trabajo (La solución tres fue la planteada en este trabajo). .......................................................................................................................................................................... 18 Ilustración 10. Bloque de desplazadores y quemador. ..................................................................................... 20 Ilustración 11. Sistema de refrigeacion. .......................................................................................................... 21 Ilustración 12. Grietas que se originan en el proceso de secado. ................................................................... 21 Ilustración 13. Pistones condiciones de operación.......................................................................................... 22 Ilustración 14. Maquinado de bielas y excéntricas............................................................................................ 23 Ilustración 15. Rodamientos de agujas. .......................................................................................................... 23 Ilustración 16. Eje de transmisión. .................................................................................................................. 24 Ilustración 17. Sistemas de yugo escocés planteado. ...................................................................................... 25 Ilustración 18. Excéntricas del yugo escocés. .................................................................................................. 26 Ilustración 19. Yugos montados sobre el eje. .................................................................................................. 26 Ilustración 20. Configuraciones de desplazadores.......................................................................................... 27 Ilustración 21. Geometría de la cámara, donde se da el intercambio de calor................................................ 29 Ilustración 22. Sellos de asbesto..................................................................................................................... 30 Ilustración 23. Sello metálico........................................................................................................................... 30 Ilustración 24. Sello mecánico......................................................................................................................... 31 Ilustración 25. Volúmenes de trabajo................................................................................................................ 32 Ilustración 26. Configuración para medir torque estático. ............................................................................... 33 Ilustración 27. Condiciones de entrada............................................................................................................. 34 Ilustración 28. Valores teóricos obtenidos. ....................................................................................................... 35 Ilustración 29. Parte de motor a analizar......................................................................................................... 37 Ilustración 30. Geometría a enmallar. ............................................................................................................. 37 Ilustración 31. Condiciones de frontera........................................................................................................... 39 Ilustración 32. Distribución de temperatura. .................................................................................................... 40 Ilustración 33. Temperatura de la llama.......................................................................................................... 41. Índice de Tablas Tabla 1. Tabla de inventario. ............................................................................................................................ 16 Tabla 2. Coeficientes de fricción. ...................................................................................................................... 19 Tabla 3. Pesos de los yugos escoceses ........................................................................................................... 25 Tabla 4. Descripción de los desplazadores. .................................................................................................... 29 Tabla 5. Valores del torque estatico.................................................................................................................. 33 Tabla 6. Propiedades del lubricante.................................................................................................................. 36 Tabla 7. Descripción del enmallado. ................................................................................................................. 38 Tabla 8. Propiedades del acero. ....................................................................................................................... 38 Tabla 9. Propiedades de la fundición................................................................................................................ 39. 4.

(5) IM – 2005 – 1 – 24 1. INTRODUCCION1 El motor Stirling fue originalmente diseñado y concebido por Sir Robert Stirling, fraile escocés, hacia 1816. En principio compitió de manera efectiva con el motor a vapor. Pero años después con la invención y eventual desarrollo del motor de combustión interna, el uso de este tipo de motores se fue dejando a un lado gradualmente. Actualmente este tipo de motores ha retomado interés debido al gran número de aplicaciones y ventajas que presenta, las cuales serán expuestas más adelante. Un motor Stirling es un motor de ciclo cerrado, lo cual implica que el fluido de trabajo (gas) se encuentra al interior del motor y los pistones lo desplazan a lo largo de las diversas etapas del ciclo. Debido a que este motor funciona con combustión externa este puede utilizar como fuentes de calor subproductos de energía nuclear, gas natural, propano, gasolina, diesel, bio-combustibles, calor de desechos y energía solar entre otros. Es por esto que esta clase de motores pueden ser utilizados en un gran número de aplicaciones; Al ser un proceso de combustión externa, el proceso de combustión se puede controlar de manera eficiente reduciendo en un gran porcentaje las emisiones de agentes contaminantes. La operación súper silenciosa que se presenta en el funcionamiento de esta clase de motores es una de sus principales características, esto se debe en gran parte a que posee un número reducido de piezas móviles, las cuales representan menos pérdidas por ficción y menos piezas haciendo contacto entre si. Otra causa de su operación silenciosa se debe a que por ser un motor de combustión externa no se tienen que amortiguar ningún tipo explosión, por el contrario este tipo de motores presenta un balance natural el cual se debe en gran parte a la rata constante de calor que se le proporciona el sistema como consecuencia de la quema de algún combustible. 1. Referencia [1 y 2]. 5.

(6) IM – 2005 – 1 – 24 El elemento de más importancia en esta clase de motores es el llamado regenerador. Este tiene la propiedad de poder absorber y ceder calor en cada unos de los pasos a volumen constante que se presentan durante el ciclo. El regenerador debe ser un elemento preferiblemente poroso (existe varias clases de estos elementos), con conductividad térmica despreciable. El regenerador divide cada unos de los cilindros del motor en dos zonas: zona caliente y zona fría. El fluido se desplaza de la zona caliente a la fría a través de este aumentado la eficiencia del motor mientras realiza cada uno de los ciclos de trabajo. Es importante mencionar que esta clase de motores se han seguido desarrollando desde que fueron creados por Sir Robert Stirling hasta hoy en día y se han alcanzado grandes desarrollos en el funcionamiento de los mismos; esta clase de desarrollos se al alcanzado en gran parte gracias a la aparición de nuevos procesos de manufactura y a al desarrollo de nuevas aleaciones las cuales proporcionan una buena relación peso resistencia. Esta clase de motores se utilizan principalmente en equipos para refrigeración, en el campo automotriz se han invertido cantidades importantes de dinero en investigación pero los resultados no han sido los esperados. Una de las mayores dificultades para utilizar motores Stirling en vehículos es que son muy lentos y no reaccionan inmediatamente (cuando se montan en el automóviles, éstos no arranca hasta pasados unos segundos). A continuación se presentara una lista en las cuales se enumeran las ventajas y desventajas que presentan este tipo de motores2. Las principales ventajas, que han ido apareciendo a lo largo del desarrollo de esta clase de motores son: •. Su elevado rendimiento, ya que el motor Stirling puede potencialmente alcanzar el rendimiento ideal de Carnot.. 2. Referencia [1]. 6.

(7) IM – 2005 – 1 – 24 •. Posee una baja cantidad de elementos móviles, sobre todo en comparación con los motores de combustión interna, lo que permite pérdidas de rendimiento por fricción muy bajas.. •. El debido a que el ciclo en la realidad sea cerrado hace que potencialmente se puedan obtener niveles muy bajos de emisiones.. •. Debido a que es un motor de combustión externa el proceso de combustión se puede controlar de una forma muy eficiente, con lo cual se obtiene una reducida producción de emisiones.. •. Como intercambia calor con el exterior, se pueden utilizar una gran cantidad de fuentes de calor, como por ejemplo energía nuclear, energía solar y combustibles fósiles, entre otras.. •. El bajo nivel de ruido y la ausencia de vibraciones con que opera.. Esta clase de sistemas también presentan algunas desventajas, las cuales son: •. Baja densidad de potencia debido a la combustión externa, lo que condiciona en gran parte su tamaño.. •. Dificultad para obtener un correcto sellado en el motor; para que el fluido de trabajo se conserve sin variaciones de volumen durante toda la vida útil, lo que eleva su costo.. •. Falta de experiencia y desarrollo de este tipo de motores en el sector automotriz.. •. Como el fluido de trabajo es gaseoso, esto acarrea dificultades operativas.. 7.

(8) IM – 2005 – 1 – 24 •. Lento tiempo de respuesta, largo tiempo de encendido y apagado del motor.. •. Para aumentar su eficiencia se requieren grandes superficies de intercambios de calor, lo cual produce que su tamaño aumente de forma desmesuradamente con relación a los motores de combustión interna.. Aun cuando las desventajas de este tipo de motores hacen pensar que la producción de estos no es viable o sencillamente no son del todo funcionales, empresas. como la NASA y Stirling Technology Company se encuentra. desarrollando nuevas versiones que serán usadas en múltiples misiones, incluyendo el abastecimiento de energía eléctrica para los rovers sin tripulación de Marte y para las misiones de espacio profundo3, mostrando de esta forma que esta clase de motores aun tienen un enorme potencial el cual no ha sido completamente explotado.. 3. Referencia [2].. 8.

(9) IM – 2005 – 1 – 24 2. OBJETIVOS. 2.1. Objetivo General El objetivo principal de este proyecto es lograr poner en funcionamiento el motor Stirling con el cual cuenta el departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes. Para que en el futuro se pueda emplear como un elemento de estudio de las leyes de termodinámicas que rigen su funcionamiento.. 2.2. Objetivos Específicos •. Verificar la teoría bajo la cual fueron diseñados los elementos que hacen parte del motor.. •. Realizar un listado de los principales problemas que se presentan en el motor.. •. Modificar todos los elementos mecánicos que presenten fallas.. •. Realizar simulaciones en Ansys para observar el comportamiento térmico.. •. Corregir o rediseñar las piezas que presenten problemas de geometría; para evitar de esta forma obstrucción del mecanismo.. •. Poner en funcionamiento el motor.. •. Concluir sobre los resultados obtenidos y proporcionar recomendaciones para futuros trabajos.. 9.

(10) IM – 2005 – 1 – 24 3. TRABAJOS PREVIOS. •. MEJIA Carvajal, Oscar Fernando, Diseño y construcción de un motor Stirling de. 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento de. Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000. •. CUELLAR Caicedo, Cesar A, Puesta a punto y medición del desempeño del motor Stirling de 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000.. •. GOMEZ Ceron, José Julián , Diseño e implementación de mejoras de un motor. Stirling, Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería. Mecánica, Bogota, 2002. •. BRETON Arbelaez, Daniel Alberto, Análisis, construcción y diseño de un intercambiador de calor para un motor Stirling de 1/8 de H.P. Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2003.. •. GONZALEZ Hassing, Andrés, Ensamble y caracterización del motor Stirling de. 1/8 de H.P del departamento de ingeniería mecánica.. Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2004.. 10.

(11) IM – 2005 – 1 – 24 4. DESCRIPCION DEL FUNCIONAMIETO Un motor Stirling es un motor de ciclo cerrado, lo cual quiere decir que el fluido de trabajo (gas) se encuentra perfectamente confinado al interior del motor. Para lograr su funcionamiento este motor utiliza una fuente de calor externa, la cual pueden utilizar una gran variedad de combustibles para entrar en funcionamiento. En nuestro caso se utiliza una configuración de motor conocido como Beta (Ver ilustración 2), este tipo de configuración cuenta con dos pistones de trabajo y dos pistones desplazadores gemelos (que en este caso también funcionan como regenerador). Estos dos elementos se encuentran dentro de una cámara dispuesta de manera vertical y son los encargados de producir cada uno de los ciclos de funcionamiento del motor. Es bueno a clara que estos dos elementos se encuentran trabajando de manera simultánea al interior de la cámara y tiene un desfase de 90º entre pistón-desplazador debido a que es la mejor configuración que se ha encontrado en los trabajos previamente realizados. El elemento más importante con el cual cuenta el motor es el regenerador. Este tiene la propiedad de absorber y ceder calor a lo largo de cada una de las etapas a volumen constante (ver Pasos 2-3 y 4-1 en la ilustración 1). Este elemento divide al motor en dos zonas: zona caliente y zona fría. En muchas aplicaciones donde estos motores son muy pequeños no se emplea el regenerador, pero el uso de este hace que la eficiencia de este suba a tal punto que se puede llegar a aproximaciones muy cercanas del ciclo de Carnot (ver Ilustración 1). El ciclo bajo el cual funciona el motor Stirling consta de cuatro pasos los cuales son: 1 Contracción volumétrica a temperatura constante (1-2). 2 Calentamiento a volumen constante (2-3). 11.

(12) IM – 2005 – 1 – 24. 3 Expansión volumétrica a temperatura constante (3-4). 4 Enfriamiento a volumen constante (4-1).. 4. Ilustración 1. Ciclo teórico Vs real .. En este caso, el área del ciclo real es inferior al teórico.. Ilustración 2. Desplazador y pistón.. 4. Referencia [3]. 12.

(13) IM – 2005 – 1 – 24. 5. DESARROLLO DEL TRABAJO. Ilustración 3. Motor Stirling Universidad de los Andes.. 13.

(14) IM – 2005 – 1 – 24 5.1. Inspección inicial y descripción de las piezas. En primera instancia, al comenzar el proceso de reparación del motor se encontró que este se encontraba totalmente atascado, a simple vista y sin destapar el motor parecía ser por desalinización de alguno de los mecanismos móviles que hacen parte del sistema. Al comenzar una inspección mucho más minuciosa de cada uno de los mecanismos del motor se encontró que el depósito en el cual se mantiene el lubricante para el sistema de bielas y excéntricas se encontraba oxidado, esto debido a que el lubricante utilizado (fuel oil) tener pequeñas cantidades de agua que facilitaron el inicio de un proceso de corrosión al interior de este deposito (Ver ilustración 4).. Ilustración 4. Bloque de motor oxidado.. Al seguir con el proceso de inspección se observo un serio atascamiento de los dos pistones al interior del bloque del motor. Esto se origino en gran parte debido a que parte del agua almacenada en el depósito de aceite alcanzo las camisas del motor y lentamente fue generando oxido sobre la superficie de las camisas, que al mezclarse con partículas que se desprendieron del desplazador originaron un atascamiento de estos dos elementos(Ver ilustración 5).. 14.

(15) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 5. Oxido en la superficie del pistón.. Los pistones desplazadores se encontraban en totalmente deteriorados sobre todo en la parte superior de estos la cual esta próxima a la zona de mayor temperatura dentro del intercambiador de calor (Ver ilustración 6). Ilustración 6. Pistón quemado debido a la alta temperatura al interior del bloque de desplazadores.. Los yugos escocés se encontraban deteriorados totalmente es muy posible que debido a los cabeceos del pistón-desplazador se hallan deformado originando leves atascamientos que conllevaron la deformación de la guía que va sujeta a la excéntrica. En el sistema de rodamientos de agujas que se encuentran entre las bielas y las excéntricas, se encontró defectuoso debido al mal maquinado tanto de las excéntricas como en las pistas que se realizaron al interior de las bielas. Esto produjo como consecuencia que todas las agujas que hacían parte de este sistema de rodamiento pareciesen martilladas (Ver ilustración 7).. 15.

(16) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 7. Mal maquinado de la pista interna de la biela y excentrica.. 5.2. Inventario A continuación, se hace una lista de las piezas que se encontraron; se mencionara la correspondiente acción correctiva que se realizo durante la ejecución de este proyecto. Tabla 1. Tabla de inventario.. Nombre. Existentes. Acciones correctivas. 1. Bloque de Motor. 1. Re-maquinar las camisas. 2. Bloque de Desplazadores. 1. Remover residuos. 3. Quemador. 1. Verificar funcionamiento. 4. Intercambiador de calor. 1. Verificar funcionamiento. 5. Pistones. 2. Remover residuos y oxido. 6. Bielas. 2. Re-maquinar pistas. 7. Excéntricas. 2. Re-maquinar superficie. 8. Eje cigüeñal. 1. Corregir juego de cuñas. 9. Yugo Escocés. 0. Diseño, construcción y prueba. 10 Guías desplazadotes. 0. Diseño, construcción y prueba. 11 Excéntricas yugo escocés. 2. Verificar ajuste. 12 Pistones desplazadores. 0. Diseño, construcción y prueba. 13 Sellos y empaque. 1. Realizar los empaques. 14 Tortillería 15 Tapas y carter. Remplazar algunas 1 16. Buscar fugas.

(17) IM – 2005 – 1 – 24 5.3. Descripción de las piezas y proceso de diseño.. 5.3.1. Bloque de motor El motor Stirling de configuración BETA implica que posee un juego de 2 pistones que se encuentran desfasados a conveniencia según como se halla diseñado el motor, en nuestro caso estos se encuentran desfasados 180 entre ellos. Esta configuración de motor también consta de dos pistones-desplazadotes los cuales mueven el fluido de trabajo entre la zona caliente y la zona fría, estos se encuentran desfasados 90 grados con relación a los a los pistones del bloque del motor. En el bloque del motor también encontramos que se realizaron previamente a este trabajo cuatro agujeros (VER Ilustración 8) que tienen como función conectar el cigüeñal con los pistones desplazadores para que de esta forma se produzca el movimiento desfasado entre pistones de trabajo y pistones-desplazadores, estos agujeros además tienen como función alinear el sistema de yugo escocés. Es importante resaltar que durante el maquinado inicial de estos agujeros se un problema de alineación en uno de los agujeros, lo cual comprometió de manera importante el desempeño del motor; el desempeño se ve afectado debido a que por los problemas de aleación presentes, el mecanismo de barras debe hacer mayor esfuerzo para superar la resistencia que opone el agujero libre al movimiento de la barra. Como es de suponerse, el juego que se presenta entre el mecanismo de barras y los agujeros no es muy estrecho debido a la alineación deficiente de uno de estos; para solucionar este inconveniente se recurrió a hacer un cambio en el sistema planteado en trabajos previos y se implemento una solución que consistía en situar pequeños bujes de teflón para que funcionaras como sello entre el carter y la cámara donde se encuentra el fluido de trabajo (Ver ilustración 9-c). Las dimensiones de este buje son 1/8 de pulgada de diámetro exterior y 3.2 milímetros 17.

(18) IM – 2005 – 1 – 24 de diámetro interior; este material se eligió entre varios candidatos debido al bajo coeficiente de fricción (Ver tabla # 2) que se presenta entre el teflón y un material como el acero del cual se encuentran fabricados los yugos escocés de este proyecto.. Ilustración 8. Bujes en teflon.. 5. Ilustración 9. Sistemas de sellado para el fluido de trabajo (La solución tres fue la planteada en este trabajo) .. 5. Referencia [4]. 18.

(19) IM – 2005 – 1 – 24 Tabla 2. Coeficientes de fricción6.. me Acero sobre acero 0.74 Metal sobre metal (lubricados). 0.15. Teflón sobre acero 0.1 Teflón sobre teflón 0.04. mc 0.57 0.06 0.05. 0.04. 5.3.2. Bloque de desplazadores y quemador Este elemento que compone el motor, consta de una pieza echa en fundición; al interior de esta pieza se encuentran alojados los pistones desplazadores y en la parte superior se encuentran el intercambiador de calor y el quemador. En primera instancia se supone que cada uno de estos elementos que conforman esta pieza, están funcionado bajo las especificaciones de diseño con las cuales se construyeron. Al bloque de desplazadores (Ver ilustración 10) se le retiro una capa de residuos “pintura de resistente a la temperatura” que se encontraba adherida a las paredes de este. Y se mejoro la calidad de la superficie de esta con un pequeño pulido.. 6. Referencia [5]. 19.

(20) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 10. Bloque de desplazadores y quemador.. Es importante mencionar que el bloque de desplazadores posee serios problemas geométricos relacionados con el paralelismo de las paredes que hacen parte de este elemento, es muy posible que estos problemas se hallan originado al momento de su fundición debido a que no hay forma posible de realizar un maquinado sobre esta pieza; el cambio de esta pieza no se llevo acabo debido a que se encontraba fuera de los alcances de este proyecto. También se realizo el cambio del material cerámico (Ver ilustración 10) que hacia parte de la zona aislante del intercambiador de calor, para este proceso se uso arcilla refractaria debido a sus propiedades térmicas las cuales son ideales para este proyecto; este material se eligió con el objeto de evitar la transferencia de calor (convección y radiación) hacia los tubos que hacen parte del enfriador el cual se encuentra justo abajo del quemador (Ver ilustración 11). En gran parte el uso de un material de estas características se debe en gran parte a que la eficiencia de este tipo de motores, se debe en gran parte al incremento en el delta de temperaturas que se presente entre la zona fría y la zona caliente.. 20.

(21) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 11. Sistema de refrigeacion.. Es importante resaltar la dificultad que acarrea manejar materiales de tipo cerámico, por esto al momento de realizarse el secado aparecieron grietas y se presento un rechupe o encogimiento de la pieza; el cual es normal debido a la perdida de agua que se origina el secarse este tipo de compuestos; se encoge entre un 7% y un 15% dependiendo de su contenido de agua y su composición química (Ver ilustración 12).. Ilustración 12. Grietas que se originan en el proceso de secado.. 21.

(22) IM – 2005 – 1 – 24 5.3.3. Pistones A los pistones se les realizo un pulido superficial debido en gran parte a que presentaban oxido a lo largo de su superficie y residuos en los canales de los anillos, no se le realizaron mayores trabajos en estos elementos debido a que las camisas fueron corregidas en una décima de milímetro y al realizar un mayor trabajo sobre los pistones se pierde la calidad del sello entre el bloque de desplazadores y el carter del motor (Ver ilustración 13).. Ilustración 13. Pistones condiciones de operación.. 5.3.4. Conjunto de bielas y excéntricas Tanto las bielas como las excéntricas tuvieron que ser re-maquinadas(ver ilustración 14) debido a que presentaban irregularidad en las dos superficies, lo cual origino que las agujas con las cuales funcionaba este sistema obtuvieran una apariencia de estar martilladas; la agujas de este sistema se remplazaron en su totalidad y se mejoro el ajuste de este conjunto cambiando las dimensiones iniciales de las agujas de 3 mm a 4 mm evitando de esta forma que se presente un cabeceo en los pistones originando pérdidas y vibraciones al momento de transmitir potencia .. 22.

(23) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 14. Maquinado de bielas y excéntricas.. Al realizar este cambio se utilizaron 47 rodamientos de agujas de 4 mm de diámetro (Ver Ilustración 15). Ilustración 15. Rodamientos de agujas.. 5.3.5. Eje del cigüeñal Al eje de transmisión (Ver ilustración 16) no se le realizaron mayores cambios; a excepción de limarle pequeñas rebabas para que entrara sin mayores complicaciones en las excéntricas. Este elemento presenta un buen ajuste con las excéntricas tanto de los pistones como de los desplazadotes. No se presenta ninguna clase de juego que permita vibraciones.. 23.

(24) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 16. Eje de transmisión.. 5.3.6. Yugo escocés Para desarrollar este mecanismo de barras se tonaron en cuenta dos opciones una con varilla calibrada de 3mm y la otra con varilla calibrada de 2 mm y previamente templada con el objetivo de aumenta su rigidez y de esta forma obtener una menor deflexión. Varios de los diseños que se iban a probar en principio fueron descartados al realizar una retroalimentación de los resultados obtenidos en trabajos previos a este. Las dos opciones planteadas (Ver ilustración 17) principalmente difieren en la forma como se realizo la guía que conecta estos dispositivos con el eje de transmisión. Se opto por utilizar el mecanismo realizado en varilla de 3 mm de diámetro debido a su resistencia al pandeo, este elemento es ligeramente mas pesado que la solución en varilla de 2 mm (Ver tabla 3) pero de igual forma esto no afectar de manera importante el rendimiento del motor. Al construir este elemento, todas las geometrías se realizaron a mano, con base en el radio de curvatura de las excéntricas, esto con el firme objetivo de lograr un buen ajuste entre el yugo y la excéntrica para evitar de esta forma juegos que originan ruido y perdida de desplazamiento, lo cual se ve reflejado de una u otra forma en el rendimiento del motor.. 24.

(25) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 17. Sistemas de yugo escocés planteado.. Tabla 3. Pesos de los yugos escoceses. Elemento. Peso gr. Varilla 2.5 mm de diámetro. 25 gr. Varilla 3 mm de diámetro. 33 gr. 5.3.7. Excéntricas yugo escocés Las excéntricas del yugo escocés (ver Ilustración 18) se encontraban en buenas condiciones por lo cual no se realizo ningún cambio en geometría o superficie, en principio surgió la idea de hacerle una pequeña camisa en teflón para reducir la fricción entre este componente y el yugo escocés, pero por los elevados costos de este material se tuvo que descartar esta idea y hacer énfasis en el ajuste que se presentaría con el yugo desplazador. Estos elementos se encuentran sujetados a las excéntricas de los pistones de trabajo por medio de elementos de sujeción (remaches). para. lograr. mantener. el. funcionamiento del motor.. 25. desfase. necesario. para. el. buen.

(26) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 18. Excéntricas del yugo escocés.. 5.3.8. Guías de los desplazadores Debido a la rigidez que presenta la nueva versión de los mecanismos desplazadores, no es necesario adaptar guías para asegurar el correcto desplazamiento de los yugos escoceses al interior del carter. (Ver Ilustración 19).. Ilustración 19. Yugos montados sobre el eje.. 26.

(27) IM – 2005 – 1 – 24 5.3.9. Pistones Desplazadores El pistón desplazador es un elemento de gran importancia dentro de este motor, ya que su función es desplazar el fluido de trabajo de la zona caliente a la zona fría. Para este trabajo se diseñaron tres clases de pistones desplazadores (Ver ilustración 20) con el firme objetivo de compara diferentes alternativa y observar cual de ellas proporcionaba el mejor desempeño.. Ilustración 20. Configuraciones de desplazadores.. La tercera configuración, la cual consta de un desplazador fabricado en cerámica se descarto, debido a que no se logro conseguir una geometría adecuada, debido en gran parte a que durante el proceso de secado y horneado, esta pieza se deformaba a tal grado que producía bastante volumen muerto debido a que sus tolerancias no eran las mas adecuadas. 27.

(28) IM – 2005 – 1 – 24. Para la configuración en la cual se encuentran dispuestos dos tanques metálicos y una pieza cerámica que los separa y funciona como resistencia térmica (Ver ilustración 20), se utilizaron las ecuaciones de esfuerzo en cilindros presurizados7 para calcular el espesor de pared. El resultado de este calculo proporciono valores de .5mm pero debido a las dificultades para soldar una lamina de este calibre se opto por utilizar lamina calibre 20 para, con el objeto de poderla soldar con MIG, debido a las altas temperaturas que puede soportar este tipo de soldaduras.. σt =. Pi Ri2 − P0 R02 − Ri2 R02 (P0 − Pi ) R 2 Ro2 − Ri2. (1). σr =. Pi Ri2 − P0 R02 + Ri2 R02 (P0 − Pi ) R 2 Ro2 − Ri2. (2). σr =. Pi Ri2 (3) Ro2 − Ri2. En este motor debido a la geometría especial de las cámaras en la cual se presenta el intercambio de calor y a las limitaciones de espacio (Ver ilustración 21), el desplazador es el único lugar donde se puede ubica el regenerador; es por esta razón que los desplazadores cuenta con superficies metálicas donde se lleva acabo intercambio de calor para aumentar la eficiencia del motor.. •. 7. Shigley, Joseph Edward. Mechanical Engineering Design. 7th ed. Cap 4, McGraw-Hill series in mechanical. engineering. USA 2004.. 28.

(29) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 21. Geometría de la cámara, donde se da el intercambio de calor.. Es importante mencionar que obtener la geometría requerida para estos desplazadores es un proceso complicado, esto debido a que las paredes del bloque no tiene un adecuado paralelismo los cual hace que los pistones desplazadores no se puedan construir dejando el menor espacio posible entre la pared del pistón y la pared del bloque. Originando de esta manera mayores zonas de volumen muerto y en algunas ocasiones fricción entre estas dos piezas.. Tabla 4. Descripción de los desplazadores.. Pistón Pistón 1 Pistón 2 Pistón 3. Material Acero y cerámica. Peso 150 gr. Madera Recubierta con asbesto y acero en malla Cerámica con calzas metálicas. 66 gr 71 gr. 5.3.10. Sellos y empaque La importancia de estos elementos radica principalmente en que son los que mantienen las condiciones de presión adecuadas para que el motor funcione. En este motor se encuentran 2 empaques de asbesto (Ver ilustración 22) los cuales se encuentran en capacidad de resistir temperaturas de 340 ºC, además de esto. 29.

(30) IM – 2005 – 1 – 24 se complementa su función de sello con el uso de silicona para alta temperatura la cual tiene una capacidad nominal de resistir 320 ºC.. Ilustración 22. Sellos de asbesto.. Los puntos de mayor complicación debido a las condiciones que deben soportar son: el empaque que sella el intercambiador con el bloque de desplazadores (Ver ilustración 23) y el sello mecánico (Ver ilustración 24) que mantiene la presión en el carter.. Ilustración 23. Sello metálico.. 30.

(31) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 24. Sello mecánico.. El primero de estos debe soportar condiciones de temperatura extremas aproximadamente de 600 a 800 ºC por lo cual se usa una lámina la cual permite el sellado debido a la presión ejercida por los tornillos que sujetan el intercambiador, igual se prevé que en este punto se presente pequeñas fugas. El segundo mecanismo es el sello mecánico, este es uno de los problemas más serios con los cuales se contó durante este proyecto, debido a que en este punto, se presentaron algunas fugas y la única manera de controlarlas era proporcionando mayor presión al sello originando de esta forma un problema de resistencia al movimiento; para esto se hallo un punto de equilibrio de manera empírica donde se permite que cierta parte del gas salga la cual es sustituida de manera inmediata por una línea de aire.. 6. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR. 6.1. Calculo de volumen de trabajo Las para determina el volumen de trabajo, primero se halla el volumen físico de cada una de las pieza dentro de las cuales se encuentra contenido fluido de trabajo.. 31.

(32) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 25. Volúmenes de trabajo.. Volumen de pistón desplazador = 41484.6 mm2. Área de cada una de las cámaras del bloque de desplazadotes = 1478.2 mm2 Longitud de la cámara = 150 mm Volumen cámara de desplazador = 221730 mm3 Área del pistón de trabajo = 1134.1 mm2 Máximo desplazamiento = 35mm Volumen en el pistón de trabajo = 39693.5 mm3 Es conveniente aclarar que los volúmenes físicos al interior de las dos cámaras no es el mismo debido a que los pistones de trabajo se encuentran desfasados 180º uno respecto al otro. Volumen total = 2‫ ٭‬Volumen cámara de desplazador - 2‫ ٭‬Volumen de pistón desplazador + Volumen en el pistón de trabajo Volumen total = 400184.3 mm3 o 400.2 cm3. 32.

(33) IM – 2005 – 1 – 24 6.2. Torque estático Es importante aclarar que al momento de tomar cada uno de los datos el sellos mecánico se encontraba montado en el mecanismo; por que de no ser así, muchos de los datos nos indicarían que el troqué necesario para comenzar a mover el motor seria cero lo cual no es cierto desde cualquier punto de vista.. Ilustración 26. Configuración para medir torque estático.. Tabla 5. Valores del torque estático.. 6.3. Potencia Teórica8 Para calcular la potencia teórica se empleo un programa que recibe datos de entrada como temperatura zona caliente, temperatura zona fría, presión media; para calcular los valores teóricos de Potencia de salida y velocidad de funcionamiento.. 8. Referencia [7]. 33.

(34) IM – 2005 – 1 – 24 Este método de cálculo tiene fundamentos en la ecuación para cálculo de potencia suministrada por motores de este tipo.. Pm: Presión media (Pa) VSE: Volumen barrido en espacio de extensión (m3) n: Velocidad del motor (rpm) TE: temperatura del gas en la zona caliente (K) TC: temperatura del gas en la zona caliente (K). Ilustración 27. Condiciones de entrada.. 34.

(35) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 28. Valores teóricos obtenidos.. 6.4. Especificación del lubricante9 Para lubricar el sistema de rodamientos de agujas se empleo el siguiente lubricante ESSO 2T especial y el cual según el fabricante posee características importantes en nuestro caso son: •. Buena protección al desgaste para una mayor vida del motor.. •. La estabilidad térmica y el control de los depósitos.. •. Buena protección a la corrosión por lo que se prolonga larga la vida del motor.. Las especificaciones técnicas para este tipo de lubricante se mencionan en la tabla que se muestra a continuación.. 9. Referencia [6]. 35.

(36) IM – 2005 – 1 – 24. Tabla 6. Propiedades del lubricante.. Esso 2T Viscosidad, ASTM D 445 cSt @ 40º C. 63. cSt @ 100º C. 8.7. Índice de viscosidad , ASTM D 2270. 110. Cenizas sulfatadas, % peso, ASTM D 874. 0.05. Punto de congelación, ºC, ASTM D 97. -12. Punto de inflamación, ºC, ASTM D 92. 132. Densidad @15º C kg/l, ASTM D 4052. 0.878. 7. SIMULACION TEORICA EN ANSYS La simulación teórica en Ansys consiste en un análisis característico del motor, en particular de la distribución de temperaturas a lo largo del intercambiador, el bloque de desplazadores y el bloque del motor. Para esto se introdujo en Ansys, el ensamble de estas piezas. El análisis consiste en una simulación computarizada de la distribución de temperaturas a lo largo de la geometría establecida fundamentada en argumentos teóricos de Ansys.. 36.

(37) IM – 2005 – 1 – 24. Ilustración 29. Parte de motor a analizar.. 7.1. Programa Utilizado Para realizar esta simulación se utilizo el programa ANSYS Workbench 9.0. 7.2. Tipo de elementos y número En esta simulación se emplearon elementos de tres nodos. La cantidad de elementos empleados en este motor fueron 21350 y el número total de nodos fue de 35802.. 7.3 Geometría enmallada. Ilustración 30. Geometría a enmallar.. 37.

(38) IM – 2005 – 1 – 24. Tabla 7. Descripción del enmallado.. Pieza. Material. Nodos Elementos. Bloque de desplazadores Fundición gris. 3017. 1504. Intercambiador. Acero estructura 23620 15033. Bloque de motor. Acero Estructural 9165. 4813. 7.4. Características del material A continuación se describen las propiedades de los materiales utilizados en las tres piezas que hacen parte de la simulación. Estos datos son proporcionados por el software de simulación.. Tabla 8. Propiedades del acero. Name. Value. Compressive Ultimate Strength 0.0 Pa 8. Compressive Yield Strength. 2.5×10 Pa. Density. 7,850.0 kg/m³. Ductility. 0.2. Poisson's Ratio. 0.3. Tensile Yield Strength. 2.5×10 Pa. Tensile Ultimate Strength. 4.6×10 Pa. Young's Modulus. 2.0×10 Pa. Thermal Expansion. 1.2×10 1/°C. Specific Heat. 434.0 J/kg·°C. Relative Permeability. 10,000.0. Resistivity. 1.7×10 Ohm·m. 8. 8. 11. -5. -7. 38.

(39) IM – 2005 – 1 – 24 Tabla 9. Propiedades de la fundición. Name. Value 8. Compressive Ultimate Strength 8.2×10 Pa Compressive Yield Strength. 0.0 Pa. Density. 7,200.0 kg/m³. Poisson's Ratio. 0.28. Tensile Yield Strength. 0.0 Pa. Tensile Ultimate Strength. 2.4×10 Pa. Young's Modulus. 1.1×10 Pa. Thermal Expansion. 1.1×10 1/°C. Specific Heat. 447.0 J/kg·°C. Relative Permeability. 10,000.0. Resistivity. 9.6×10 Ohm·m. 8. 11. -5. -8. 7.5. Condiciones de frontera Para el desarrollo de esta simulación se opto por tomar el bloque del motor como elemento fijo (Fixed support), debido a que esta es la parte que se encuentra sujeta al piso (Ver figura 28).. Ilustración 31. Condiciones de frontera.. 39.

(40) IM – 2005 – 1 – 24 7.6. Condiciones de carga Se asumió una temperatura de 18 grados centígrados en la zona fría y una temperatura de 900 grados centígrados en la zona caliente; condiciones máximas que se pueden llevar acabo (Ver ilustración 28).. Ilustración 32. Distribución de temperatura.. 7.7. Especificación de tipo de simulación La simulación es de tipo Estado Estable ya que no tiene ninguna carga fluctuante u oscilante, las cargas son definidas y estáticas en el tiempo. Esto debido a que se introdujeron las temperaturas máximas a las cuales se somete el motor y estas no dependen de una ecuación que determine su valor en el tiempo.. 40.

(41) IM – 2005 – 1 – 24 7.8 Presentación de resultados De esta simulación se esperaba observar la distribución de temperatura a lo largo del motor (Ver ilustración 29). La temperatura máxima y mínima se presentó en el intercambiador de calor y bloque del motor respectivamente, como era de esperarse.. 8. FUNCIONAMIENTO FINAL DEL MOTOR. 8.1. Funcionamiento Para encender por primera vez el motor se utilizo gas propano el cual genera una llama de aproximadamente 800 ºC (ver ilustración 33). Con esta fuente de calor el motor funciono relativamente bien por un corto lapso de tiempo, aproximadamente 15 segundos. Una vez sucedido esto, el motor se detuvo por completo y en un análisis de posibles fallas por las cuales se había detenido, se encontró que el sello del Intercambiador se había perdido originando una despresurización de la cámara en la cual se encuentra los pistones de trabajo.. Ilustración 33. Temperatura de la llama.. Las condiciones de funcionamiento nunca más se lograron recrear y el motor no pudo volver a ser encendido de nuevo. En pruebas posteriores se presentaron diversas clases de inconvenientes tales como fugas en los orificios de que se utilizaron anteriormente para lubricar el sistema de yugos, en el sello mecánico; se 41.

(42) IM – 2005 – 1 – 24 presentaron atascamientos en los desplazadores por lo cual se volvieron a construir, esperando que el motor encendiera de nuevo pero todo esfuerzo realizado fue en vano. Para el enfriador se uso agua a temperatura ambiente, y se lubricó el motor en su totalidad con aceite para motores 2T. El motor no presento mayores problemas relacionados con ruido generado por los mecanismos prácticamente su operación es silenciosa.. 8.2. Problemas de funcionamiento Uno de los principales problemas con los cuales me encontré al realizar este proyecto fue la falta de paralelismo en las paredes del bloque de desplazadores, por tal razón, a los pistones desplazadores no se les pudo dejar una tolerancia de un milímetro o menos, debido a que si la tolerancia era bastante estrecha los pistones se atoraban durante su recorrido. Después de un tiempo prudente es de suponerse que el pistón de trabajo comienza a tener problemas relacionados con fricción, debido a que la cámara alcanza temperaturas por encima de los 150ºC, temperatura a la cual el lubricante comienza a quemarse. Este motor tiene como inconveniente practico que no es fácil de desplazar debido a su gran peso. Además que por funcionar con gases o combustible se debe tener gran cuidad en su manipulación si no se quiere tener un accidente.. 42.

(43) IM – 2005 – 1 – 24 9. CONCLUCIONES A lo largo de este proyecto se observaron una serie de inconvenientes los cuales de una u otra forma retrazaron el correcto desarrollo del plan de trabajo planteado; pero de igual forma se logro salir de estos percances para alcanzar los objetivos planteados. El principal problema que se presento en este motor Stirling, fue mantener sellado un volumen constante de gas de trabajo al interior de las cámaras que componen cada una de las zonas donde se encuentra el fluido de trabajo. Las altas presiones que se pueden llegar a alcázar (80 Psi) para logran una mayor eficiencia originan grandes inconvenientes en cada uno de los sellos, principalmente en los del intercambiador de calor por las condiciones de temperatura a las cuales opera y el sello mecánico el cual sufre de desplazamiento axial. Para contrarrestar estos inconvenientes se recurrieron a diversa soluciones tales como aplicar diferentes clases de sellantes y probar con diferente grosores de sellos realizados en asbesto los cuales proporcionaban soluciones temporales, que se veían completamente arruinadas cuando el motor alcanzaba su temperatura de operación, hablando para el caso del intercambiador.. Para evitar el. desplazamiento axial en el eje transmisor de potencia se empleo un rodamiento que soporta cagar axial, el cual por medio de un buje contrarresta la fuerza que ejerzan las bielas al moverse de manera axial. El objeto de este rodamiento es disminuir los efectos mecánicos que se producían al desplazarse en eje cuando se presurizaba la cámara de trabajo como desalineación en los yugos escoceses. Según lo observado a lo largo de las pruebas que se llevaron acabo para lograr el funcionamiento del motor se puede concluir, que el bloque de desplazadores debe ser soldado al intercambiador de calor como única solución viable para eliminar las fugas, ya que las soluciones planteadas solo proporcionaban un sellado temporal. Para el caso del sello mecánico se deben implantar mecanismos que involucren un mejor sellado y para esto se deben involucrar mejores materiales tales como 43.

(44) IM – 2005 – 1 – 24 cerámicos de ingeniería que no aporten restricción al movimiento combinados con polímetros como el teflón que poseen un bajo coeficiente de fricción. Los problemas que originaban restricción al movimiento de los mecanismos de barras, se solucionaron mejorando las condiciones de rodadura entre las bielas y las excéntricas de los pistones de potencia, de esta forma se disminuyo de forma notable la oposición al movimiento que se daba en un principio en estos mecanismos. Para ver como se comportan estos elementos se tomo una serie de datos (torques estáticos, ver tabla 5) los cuales se esperaba comprobar de forma experimental con la puesta en funcionamiento del motor pero debido a las razones explicadas anteriormente no se pudo llevar acabo este experimento. Es importante que los trabajos futuros en se haga énfasis en seguir disminuyendo el torque estático ya que como se puede apreciar en la tabla # 5 hay ángulos en los cuales todavía este torque es demasiado alto para motores de esta aplicación. Otro factor en el que se debe pensar es en disminuir de forma radical el peso de estos elementos para alcanzar mayores eficiencias ya que no se puede afectar factores como la carrera del pistón para aumentar la eficiencia, esto debido a las condiciones de entrada como son forma y geometría del bloque en donde se encuentran alojados los pistones de trabajo. Para el intercambiador de baja temperatura se encontró que no esta cumpliendo con su función de manera correcta, ya que la temperatura de salida del agua escasamente aumentaba 1 ºC, por lo cual la temperatura en la zona fría tiende a aumentar con el tiempo, originado como consecuencia que el delta de temperaturas no sea lo suficientemente alto como para alcanzar la potencia deseada. Para mejorar esta situación se debe pensar en soluciones las cuales originen un contacto directo del agua con las paredes de la zona fría para que de esta forma se pueda extraer la mayor cantidad de calor posible.. 44.

(45) IM – 2005 – 1 – 24 Como objetivo en los siguientes desarrollos que se realicen en este motor se de debe corregir la desalineación que se presenta en los agujeros que hacen parte del sistema de guías. Debido a que esta, en gran parte aporta una considerable restricción al movimiento.. 45.

(46) IM – 2005 – 1 – 24 10. RECOMENDACIONES . Como primera recomendación se deben cambiar los mecanismos de bielas y excéntricas por materiales como aluminio, con el fin de disminuir notablemente el peso del sistema. Para evitar que este material se deteriore con el sistema de rodamientos se aconseja realizar unas pistas en acero el cual fácilmente puede soportar el desgaste originado por el rodamiento de agujas.. . Buscar nuevas formas de sellar la cámara donde se encuentra el volumen de trabajo ya se con maquinado en alguna de las piezas originando interferencia o con alguna clase de sello resistente a temperaturas superiores a los 600 ºC, ya que al alcanzar la temperatura de operación cualquier tipo de sellador se encuentra totalmente deteriorado.. . Remplazar el bloque de desplazadores debido a que por su mala geometría se presenta espacios de volumen muerto relativamente grandes.. . En lo posible tratar de conseguir un bloque de motor nuevo para corregir los problemas de alineación que se presentan debido al mal maquinado de uno de los agujeros guía.. . Se puede pensar en reducir la masa del pistón de trabajo, hallando el área efectiva de contacto con la camisa y obteniendo de. esta forma un. superficie de contacto mucho menor, con la cual se puede reducir el troqué necesario par mover el motor de manera significativa.. 46.

(47) IM – 2005 – 1 – 24 11. REFERENCIA. [1] http://revista.robotiker.com/articulos/articulo44/pagina1.jsp. [2] http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT2001/5000/5490thieme.html. [3] http://revista.robotiker.com/articulos/articulo40/pagina1.jsp [4] GONZALEZ Hassing, Andrés, Ensamble y caracterización del motor Stirling de. 1/8 de H.P del departamento de ingeniería mecánica. Universidad de los. Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2004.. [5] http://www.her.itesm.mx/academia/profesional/cursos/fisica_2000/Fisica1/F%C3%AD sica/ftema5_fri.html. [6] http://www4.esso.com/Colombia-Spanish/Lubes/PDS/GLXXS2PVLES2T.asp. [7] http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/academic/simple/simplee.htm. 47.

(48) IM – 2005 – 1 – 24 12. BIBLIOGRAFIA •. Shigley, Joseph Edward. Mechanical Engineering Design. 7th ed. Cap 4, McGraw-Hill series in mechanical engineering. USA 2004.. •. Finkelstein, Theodor and Orange, Allan J. Air Engines. First edition. ASME press, USA 2001.. •. MEJIA Carvajal, Oscar Fernando, Diseño y construcción de un motor Stirling de. 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento de. Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000. •. CUELLAR Caicedo, Cesar A, Puesta a punto y medición del desempeño del motor Stirling de 1/8 de H.P., Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2000.. •. GOMEZ Ceron, José Julián , Diseño e implementación de mejoras de un motor. Stirling, Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería. Mecánica, Bogota, 2002. •. BRETON Arbelaez, Daniel Alberto, Análisis, construcción y diseño de un intercambiador de calor para un motor Stirling de 1/8 de H.P. Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2003.. •. GONZALEZ Hassing, Andrés, Ensamble y caracterización del motor Stirling de. 1/8 de H.P del departamento de ingeniería mecánica.. Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bogota, 2004.. 48.

(49) IM – 2005 – 1 – 24 13. ANEXOS. 49.

(50) IM – 2005 – 1 – 24. 50.

(51) IM – 2005 – 1 – 24. 51.

(52) IM – 2005 – 1 – 24. 52.

(53) IM – 2005 – 1 – 24. 53.

(54) IM – 2005 – 1 – 24. 54.

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