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Motores de combustão interna
Motor com pistão alternativo com combustão externa (motor Stirling) Conceito operacional e eficiência Seqüência de ciclo: Na fase I, o pistão hidráulico (inferior), ou pistão de serviço, está na sua posição mais baixa e o deslocador (pistão superior), na sua posição mais alta. Todo o gás de serviço é expandido na área “fria” entre os dois pistões. Durante a transição da fase I para a fase II, o pistão hidráulico comprime o meio de serviço na câmara fria. O deslocador permanece em sua posição de parada. Durante a transição da fase II para a fase III, o deslocador se move para baixo para empurrar o meio de serviço comprimido através do trocador de calor e dentro do regenerador (onde absorve o calor acumulado). Como o pistão hidráulico permanece em sua posição mais baixa, o volume não muda. Depois do tratamento, o gás entra na área “quente” acima do deslocador. Durante a transição da fase III para a fase IV, o gás quente é expandido. O pistão hidráulico e o deslocador são empurrados para sua posição mais baixa e a potência é produzida. O ciclo é concluído com a transição da Fase IV para a fase I, onde o movimento do deslocador para cima impulsiona
novamente o gás através do aquecedor e dentro do regenerador, irradiando um calor substancial dentro do processo. O calor residual é extraído no trocador de calor, antes que o gás torne a entrar na área fria. Assim, o ciclo teórico corresponde amplamente à compressão isotérmica (o gás de serviço é arrefecido até a sua temperatura inicial no trocador de calor, após a compressão adiabática), adição de calor isocórico através do regenerador e aquecedor, expansão quase isotérmica (o gás de serviço é reaquecido até a sua condição inicial no aquecedor, depois da expansão adiabática) e dissipação de calor isocórico através do regenerador e trocador de calor. O ciclo ideal, mostrado nos gráficos p-V e T-S, só poderia ser atingido se – como descrito – o movimento dos sistemas de pistão hidráulico e deslocador fosse descontínuo. Se os dois pistões estiverem conectados a um eixo, i.é, através de um acionamento rômbico, eles realizam movimentos senóides comutados por fase que geram um gráfico de serviço arredondado com a mesma eficiência de ciclo – similar à eficiência do ciclo Carnot – mas com trocas na potência e eficiência líquida.
O ciclo do motor Stirling Quatro estados de movimento descontínuo do pistão hidráulico e deslocador. 1 Pistão hidráulico, 2 Deslocador, 3 Espaço frio, 4 Espaço quente, 5 Trocador de calor, 6 Regenerador, 7 Aquecedor
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