¿Cuál es el ciclo de Stirling?
El ciclo de Stirling es un tipo de ciclo termodinámico regenerativo que es capaz de usar un fluido de trabajo autónomo y un componente interno de intercambio de calor, para convertir el calor en movimiento mecánico o al revés. Eso hace que el ciclo de Stirling sea útil en motores, bombas de calor, refrigeración y muchas otras aplicaciones. Varios diseños de motores diferentes utilizan el ciclo de Stirling, la mayoría de los cuales contienen uno o dos cilindros. Independientemente del diseño específico, un motor que utiliza este ciclo pasa por los cuatro pasos de compresión, la adición de calor, expansión y la eliminación del calor.
Hay varios motores de combustión externos diferentes, cada uno de los cuales utiliza un tipo diferente de ciclo termodinámico. Las máquinas de vapor funcionan bajo los principios del ciclo Rankine, que utiliza un fluido de trabajo, como el agua, tanto en estados líquidos como gaseosos. Se deben agregar fluidos adicionales de vez en cuando, reduciendo la eficiencia de estos sistemas. ElStirling Cycle, que originalmente se inventó en 1816 como rival para el ciclo de Rankine, hace uso de un fluido de trabajo que se selló dentro del sistema. En la mayoría de los casos, el fluido de trabajo utilizado en los motores Stirling es el aire.
La idea básica detrás del ciclo de Stirling gira en torno al calentamiento y el posterior enfriamiento, de un solo volumen de fluido de trabajo. Eso causa la expansión térmica y la contracción del fluido, que puede usarse para realizar trabajos mecánicos. En la mayoría de los casos, eso se logra uniendo pistones a un volante. A medida que el fluido dentro del sistema se expande y contrata, los pistones son conducidos hacia arriba y hacia abajo, lo que hace que el volante gire. El ciclo de Stirling se conoce como un ciclo regenerativo debido al hecho de que el fluido está auto contenido, y el mismo volumen de fluido se usa tanto en la cámara de compresión como en la cámara de expansión.
El uso del ciclo de Stirling no es limitadoa los motores, ya que el proceso también es reversible. Eso significa que es posible que un dispositivo que usa este ciclo actúe como una bomba de calor si se suministra energía mecánica. En este caso, la potencia mecánica externa se usa para conducir los pistones, que bombean el fluido de trabajo entre la cámara de expansión y la cámara de compresión. Dependiendo de la forma en que se configura un dispositivo, esta inversión del ciclo se puede usar en una bomba de calor, un dispositivo de refrigeración o cualquier otra aplicación que requiera la transferencia de energía térmica.