Buongiorno a tutti, con questo video vorrei mostrarvi il funzionamento di un motore Stirling a bassa differenza di temperatura per farlo utilizzerò un modellino che ho costruito qualche anno fa utilizzando del materiale di recupero, poi facendo delle elaborazioni Il motore Stirling fa parte della categoria di motori a combustione esterna. Questo significa che a differenza di altri motori come il motore Otto, motore diesel, l'energia è data da calore che viene generato esternamente alla macchina. Questo calore può essere dato da una fiamma libera, come si vede nel video. del vino, oppure direttamente dall'energia solare concentrata con opportuni specchi, oppure recuperando del calore di scarto da cicli di lavorazione, da processi industriali o da riscaldamento domestico. È un motore che è stato inventato da un certo Stirling agli inizi dell'Ottocento.
del 1800, il quale ha migliorato alcuni motori già esistenti che erano i motori ad aria calda. Adesso vi illustro le varie componenti del sistema. Allora, sulla destra dell'immagine abbiamo il modellino reale, sulla sinistra abbiamo una...
schematizzazione dei vari componenti. Allora, per prima cosa abbiamo la sorgente di calore esterna, che è questa qui, non è altro che una sfera dove all'interno è contenuto dell'alcol. che bruciando fornisce il calore necessario al funzionamento.
Poi abbiamo questa componente qui, tutto questo corpo che è chiuso, è ermetico, ed è composto da un cilindro cavo in vetro, trasparente ovviamente, che è questo qui, che richiude il fluido di lavoro, che non è altro che aria. chiuso all'interno di questi due piatti, questi due dischi di alluminio, questo superiore e questo inferiore. Il disco inferiore rappresenta la zona calda, infatti la fiamma riscalda direttamente il disco, il disco superiore rappresenta la zona fredda.
Sullo schema sono esattamente questa zona qui, zona calda in rosso, zona fredda in blu. all'interno di questo corpo principale troviamo questo che si vede bianco praticamente, che è un pezzo di polisterolo e rappresenta il dislocatore, sarebbe questo qua all'interno dello schema. Il dislocatore ha il compito di spostare il fluido all'interno del motore.
La parte superiore che è saldamente collegata alla zona fredda, al disco freddo, è praticamente la zona, la parte di potenza, il cilindro ed è costituito da un tubicino in acciaio, sarebbe questo qua diciamo nello schema. All'interno del cilindro scorre il pistone, sarebbe questa parte che si vede qui di colore diciamo leggermente oro. bronzo nel disegno sarebbe questo questo componente verde il cilindro che scorrendo alternativamente sopra e sotto dall'energia al sistema è la vera e propria parte di potenza sia il pistone che il dislocatore sono collegati a questo cilenatismo che vediamo qui sopra, che praticamente sono degli alberi a gomito, questi qui, per riassumerli, sono collegati al pistone e al dislocatore attraverso queste aste che sono le bille.
Ovviamente il sistema, diciamo tutto questo sistema sopra, il fuoterà, mentre le aste e le bielle faranno sopra e sotto facendo scorrere sopra e sotto all'interno del cilindro il pistone e il dislocatore all'interno diciamo di questa camera stagna in vetro è collegato ad un volano che ruotando diciamo accumula la necessaria energia meccanica per fare in modo che il moto stesso diciamo continui durante le varie fasi del motore adesso vi mostrerò le principali fasi di funzionamento del motore non voglio mostrarvi grafici e quant'altro insomma non voglio fare teoria, ma voglio farvi vedere dal punto di vista pratico come funziona. Allora, le fasi principali sono quattro. La prima fase, la fase di riscaldamento, appunto come dice il nome, consiste nel riscaldare. Cosa viene riscaldato? Quello che viene riscaldato è il fluido contenuto all'interno della camera principale, quello il metro, questo fluido non è altro che aria utilizzeremo l'aria con questo modellino come fluido termodinamico quello che vediamo subito che salta all'occhio è che il dislocatore è posto nell'area della parte superiore della camera principale in modo che il fluido possa essere riscaldato mentre il pistone è posto a metà della corsa utile ecco può compiere, lo vediamo anche da sopra con questa schematizzazione qua del cinematismo.
Dopo aver riscaldato il fluido, diciamo, si va alla fase successiva, quindi si ha una rotazione dell'albero a gomito e anche del volano, infatti con questo disco rosso possiamo vedere la posizione, diciamo, del volano. Andando avanti vediamo che... il volano si è spostato di quindi tutto il sistema ha compiuto un quarto di giro di rivoluzione. Questa è la fase di espansione.
Che cosa sta accadendo in questa fase qui? Vediamo che il dislocatore va verso il basso, scende e raggiunge la posizione intermedia della corsa utile. Durante questa fase i gas che erano l'aria e l'acqua sono riusciti a rivoluzionare.
che era in questa zona che era stata riscaldata viene fatto fluire nella parte superiore della camera principale. Il pistone invece è salito verso l'alto. Perché è salito? Perché appunto in questa fase di espansione i gas che abbiamo riscaldato si espandono e tendono ad occupare più volume. Se il volume fosse mantenuto costante si avrebbe un aumento di pressione.
Grazie. quello che salta subito in mente è che quindi si ha una forza che spinge il pistone verso l'alto, quindi compiamo, sfruttiamo l'energia per avere un moto, un movimento. La fase successiva è detta di raffreddamento.
Allora, innanzitutto vediamo che il sistema ha compiuto un altro quarto di giro, infatti il disco rosso si è spostato da qui. questa posizione a questa posizione qua, quindi abbiamo avuto un po'di rotazione, vediamo che il dislocatore è stato spostato, diciamo, verso il basso, quindi tutto il fluido, diciamo, tutta l'aria è racchiusa in questa parte qua della camera. Vediamo che il pistone è sceso verso il basso e ha raggiunto la posizione intermedia. In questa fase l'aria che prima era calda dopo dopo aver compiuto diciamo il lavoro di espansione si sta raffreddando il calore viene dissipato all'esterno della macchina attraverso quella che è la zona la zona fredda che posta che possa qui sopra infatti veniva proprio il calore che che va via che viene portato via nella fase di raffreddamento ovviamente i gas al contrario della fase di espansione espansione. tendono a contrarsi.
Infatti, andando nella fase successiva, compiendo un altro quarto di giro, la fase di contrazione, che cosa sta accadendo? Sta accadendo che il dislocatore sale verso l'alto. e quindi tutto il fluido, tutta l'aria che era racchiusa in questa zona qua sta fluendo verso il basso mentre il pistone è sceso da quella che era la metà della corsa utile fino a raggiungere il punto inferiore cosa accade? accade questo, che l'aria che abbiamo raffreddato si sta raffreddando tende ad acquisire un volume minore. Se il volume resta pressoché uguale, non cambia, questo durante la fase precedente, si ha praticamente una diminuzione di prezzo.
all'interno del sistema e quindi il pistone viene praticamente risucchiato verso il basso. Ovviamente dopo questa fase qui si va di nuovo alla fase iniziale che è quella di riscaldamento e in questo modo diciamo tutto quando il ciclo Stirling, appunto chiamato ciclo Stirling, continua all'infinito fin tanto che... ho una sorgente di calore che riscalda il sistema in questa parte qui e ho la possibilità di asportare via il calore dalla parte superiore quindi come fa a funzionare questo motore? come lavora questo motore realmente? lavora sulle differenze di temperatura è necessario che la temperatura della parte inferiore del sistema sia maggiore di quella della parte superiore ovviamente è anche possibile invertire tutto, è possibile anche fornire calore sulla parte superiore e raffreddare sulla parte inferiore, in questo caso il sistema ruoterebbe al contrario.
Oppure è possibile utilizzare il sistema alla macchina come macchina frigorifera. Adesso vi mostro quello che accade durante le fasi di espansione e contrazione. Staccando la birra dal sistema e lasciando il pistone libero di muoversi e spostando manualmente, diciamo... vediamo appunto che il pistone fa sopra e sotto compie del lavoro durante le fasi di espansione e contrazione. solo per mostrarvi dal punto di vista pratico.
Ovviamente ricollegando la biella al sistema il motore riprende il suo normale funzionamento. Bene, il video è finito, spero che vi sia piaciuto, lo abbiate trovato interessante, mi scuso per qualsiasi imperfezione o mancanza contenuti. Arrivederci!