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Titel
Puesta en marcha de una práctica de disco parabólico y motor Stirling.
Otros títulos
Start-up of a parabolic dish and Stirling engine practice.
Autor(es)
Director(es)
Schlagwort
motor Stirling
ciclos de potencia
energía termosolar
termodinámica
Stirling engine
power cycles
solar thermal energy
thermodynamics
Clasificación UNESCO
2213.99 Otras
Fecha de publicación
2022-07
Resumen
[ES]La cuestión energética actualmente se manifiesta como un gran desafío científico y tecnológico
ante la gran demanda y las consecuencias ambientales y socio-económicas. En este contexto, las
energías renovables representan una parte fundamental de la solución de este reto.
El presente trabajo tiene como finalidad la puesta en marcha de dos equipos experimentales
de dos motores Stirling, uno de combustión y otro solar. Este tipo de motor recibe su nombre en
honor el ingeniero que lo diseñó en 1816, Robert Stirling y sigue un ciclo termodinámico que
consta de dos procesos isócoros y dos isotermos. En la actualidad, el motor Stirling está cobrando
mayor relevancia puesto que ofrece simultáneamente una alta eficiencia junto con bajas emisiones
de productos de combustión, pues se caracteriza por una combustión externa en el caso del motor
Stirling de combustión y libre de emisiones, en el caso del motor Stirling solar. Tras la puesta en
marcha de dichos equipos, se pretende tomar una serie de medidas iniciales con el fin de crear
un protocolo de operación, así como unos guiones de prácticas.
Con respecto a la práctica experimental del motor Stirling de combustión, se dispone de un
motor tipo cilindro-pistón del modelo Phywe systeme GMBH cuya fuente de calor procede de la
combustión de alcohol y se pretenden realizar tres experiencias: calibración del sensor de presión,
cálculo del trabajo neto mediante el diagrama PV en el osciloscopio y cálculo de la potencia
eléctrica efectiva.
Con respecto a la práctica experimental del motor Stirling solar, se dispone de un motor acopla do en una parábola solar de concentración del modelo Ventus. Este tipo de tecnología se enmarca
dentro de la energía termosolar generada mediante concentración solar (CSP). Su funcionamien to se basa en la concentración de la radiación solar (gracias a la parábola) en el foco caliente
del émbolo de desplazamiento del motor Stirling. Mediante esta práctica se pretende calcular la
potencia eléctrica.
A partir de todas estas prácticas, el objetivo final de este TFG es construir un protocolo de
ejecución y unos guiones de ambas prácticas experimentales para su posterior realización. Ambos
guiones constan de la siguiente estructura: objetivos, material, fundamento teórico, método expe rimental y resultados, para que los alumnos futuros sean capaces de reproducir estos experimen tos comprendiendo asimismo el fundamento termodinámico. Se pretende que dichas prácticas
experimentales se puedan implementar en ciertas asignaturas del Grado de Física. [EN]The energy issue currently manifests itself as a great scientific and technological challenge
in the face of great demand and the environmental and socio-economic consequences. In this
context, the renewable energies represent a fundamental part of the solution to this challenge.
The purpose of this work is to set up a couple of experimental sets of Stirling engines, one
combustion and one solar. This type of engine gets its name from honor the engineer who designed
it in 1816, Robert Stirling, and follows a thermodynamic cycle that consists of two isochoric
and two isothermal processes. At present, the Stirling engine is getting greater relevance as it
simultaneously offers high efficiency, together with low emissions of combustion products, since
it is characterized by external combustion in the case of the engine combustion and emission-free
in the case of the solar Stirling engine. After the start-up of both sets, it is intended to take a series
of initial measures in order to create an operation protocol, as well as some laboratoty scripts.
Regarding the experimental practice of the Stirling combustion engine, there is a cylinder piston engine type of the Phywe systeme GMBH model whose heat source comes from the com bustion of alcohol in order to carry out three experiences: calibration of the pressure sensor,
calculation of the net work through the PV diagram in the oscilloscope and calculation of the
effective electrical power.
About the experimental practice of the solar Stirling engine, there is a coupled engine to a
solar contentration parabola, model Ventus. This type of technology is framed within solar thermal
energy generated by Concentrated Solar Power (CSP). It is based on the concentration of solar
radiation (thanks to the parabola) in the hot spot of the displacement piston of the Stirling engine.
Through this practice it is intended to calculate the electrical power output.
From all these practices, the main objective of this Final Degree Project is to build a protocol
of execution and some laboratory scripts of both experimental practices for their later realization.
Both of them are meant to have the following structure: objectives, material, theoretical bases,
experimental method and results, so that future students will be able to reproduce all these ex periments comprehending those thermodynamical bases. It is intended that such experimental
practices can be implemented in certain subjects of the Physics Degree.
Beschreibung
Trabajo de fin de Grado. Grado en Física. Curso académico 2021-2022.
URI
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