Funzionamento del motore Stirling a bassa differenza di temperatura

Introduzione

• Presentazione del motore Stirling utilizzando un modellino in materiale di recupero.
• Motore a combustione esterna: energia fornita da calore generato esternamente.
• Fonti di calore: fiamme libere, energia solare, calore di scarto da processi industriali o riscaldamento domestico.
• Inventato da Robert Stirling agli inizi dell'Ottocento.

Componenti del motore

• Sorgente di calore esterna: sfera contenente alcol, che brucia per fornire calore.
• Corpo principale: cilindro cavo in vetro trasparente, contiene aria come fluido di lavoro.
  • Dischi di alluminio:
    • Disco inferiore: zona calda (riscaldata dalla fiamma).
    • Disco superiore: zona fredda.
• Dislocatore: sposta il fluido all'interno del motore, collegato al disco freddo.
• Cilindro: tubo in acciaio che contiene il pistone.
• Pistone: scorre all'interno del cilindro, produce lavoro.
• Cinematica: alberi a gomito collegano pistone e dislocatore attraverso aste e bielle.
• Volano: accumula energia meccanica per mantenere il moto.

Fasi di funzionamento del motore

1. Fase di riscaldamento:

   • Riscaldamento del fluido (aria) all'interno della camera principale.
   • Dislocatore posizionato in alto, pistone a metà corsa.

2. Fase di espansione:

   • Dislocatore scende, aria riscaldata fluisce verso l'alto.
   • Pistone sale grazie all'espansione dei gas, producendo lavoro.

3. Fase di raffreddamento:

   • Il fluido si raffredda, il calore viene dissipato.
   • Pistone scende verso il basso, dislocatore rimane nella parte bassa.

4. Fase di contrazione:

   • Dislocatore sale, aria raffreddata fluisce verso il basso.
   • Pistone scende ulteriormente, diminuzione di pressione interna.
   • Ritorno alla fase di riscaldamento.

Ciclo Stirling

• Il ciclo continua finché c'è una sorgente di calore e un modo per dissiparlo.
• Funzionamento basato sulla differenza di temperatura tra la parte superiore e inferiore.
• Possibilità di invertire il sistema: fornire calore nella parte superiore e raffreddare in quella inferiore.

Dimostrazione pratica

• Mostrazione manuale del movimento del pistone durante le fasi di espansione e contrazione.
• Ricollegamento della biella per riprendere il normale funzionamento del motore.

Conclusione

• Ringraziamenti e scuse per eventuali imperfezioni nel video.
• Invito a considerare l'importanza e l'interessante funzionamento del motore Stirling.