Portal de Eventos da ULBRA., XXIII SALÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA

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Projeto e Construção de um Motor Stirling para Utilização com Energia Solar
Leonardo Haerter dos Santos, Lucas Vinícius Capistrano de Souza, Jader Flores Schmidt, Eurico Aquino Cáurio Neto, Filipe Arnauld da Silva, Federico Rodrigues González, Eduardo Pedro Eidt, Miguel Afonso Flach

Última alteração: 10-09-2017

Resumo


O motor Stirling é um motor de combustão externa, concebido com o intuído de ser um mecanismo mais seguro e eficiente em comparação às maquinas a vapor. Estes motores utilizam a diferença de temperatura para estabelecer um ciclo de massa fixa de gás, aquecido, expandido, resfriado e comprimido, desse modo convertendo energia térmica em energia mecânica. Sua grande vantagem em relação aos motores de combustão interna é a possiblidade de utilização de fontes alternativas de calor, tais como a energia solar. Os motores Stirling podem ser projetados com diferentes arranjos de construção, baseando-se na forma de como o fluido de trabalho é movido entre os cilindros quente e frio. No sentido de aproveitar essa característica, o objetivo deste trabalho é projetar e construir um motor Stirling de modelo Alfa e testar sua aplicabilidade utilizando-se energia solar concentrada como fonte de calor. Para o projeto do motor foi utilizada a teoria de Schmidt que é uma análise teórica, realizada a partir de um sistema de equações que descrevem o ciclo de Stirling, configurando-se como uma ferramenta extremamente útil para a realização do projeto. A construção foi feita de forma artesanal, utilizando componentes de aquisição comercial e fabricados nos laboratórios da Ulbra. O concentrador solar foi construído utilizando-se uma antena parabólica tipo Schaeffler com a superfície reflexiva constituída por um mosaico de espelhos com 30 x 30 mm cada, compondo um área reflexiva total é de 1,075 m². Para os testes, a câmara quente do motor foi acoplada ao foco do concentrador solar, indicando, nos primeiros testes, a capacidade de manter uma temperatura da ordem de 350°C. Durante os testes funcionais não foi obtido êxito em promover o acionamento do motor, devido, principalmente, a problemas de vazamento do fluido de trabalho, tornando necessária a realização de ajustes no projeto e nos processos de fabricação. Os próximos passos do trabalho são desafiadores, pois serão no sentido de sanar os problemas de vedação sem, no entanto, aumentar o atrito entre os êmbolos e as camisas dos cilindros. Para tanto, pretende-se utilizar anéis de vedação comerciais, utilizados em motores de motocicleta de pequena cilindrada.

Palavras-chave


Motor Stirling; Concentrador de Disco Parabólico; Energia Solar Concentrada

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