Mostrar código-fonte de Motor Stirling

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[[Ficheiro:Beta stirling animation.gif|420px|center]]
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'''Motor Stirling''' - é um [[motor]] de [[combustão]] externa.

Teoricamente, o motor Stirling é uma [[máquina térmica]] o [[Eficiência energética|mais eficiente]] possível. Alguns [[protótipo]]s construídos pela [[empresa]] [[Holanda|holandesa]] [[Phillips]] nos [[Década de 1950|anos 1950]] e [[década de 1960|1960]] chegaram a índices de 45%, superando facilmente os motores a [[Ciclo de Otto|gasolina]], [[Motor diesel|diesel]] e as [[máquina]]s a [[vapor]] (eficiência entre 20% e 30%).

== História ==

[[Ficheiro:Robert Stirling's engine patent.gif|thumb|200px|direita|[[Desenho]] da [[patente]] do motor Stirling.]]

Foi aperfeiçoado pelo [[Pastor (religião)|pastor]] [[escocês]] [[Robert Stirling]]<ref>{{en}} [http://www.electricscotland.com/history/men/stirling_robert.htm Electricscotland] Significant Scots. [[Biografia]] de Robert Stirling</ref> em [[1816]], auxiliado pelo seu irmão [[engenheiro]]. Eles visavam a substituição do [[motor a vapor]], com o qual o motor stirling tem grande semelhança estrutural e teórica. No início do [[século XIX]], as máquinas a [[Vapor de água|vapor]] explodiam com muita frequência, em função da precária [[tecnologia]] [[Metalurgia|metalúrgica]] das [[Caldeira (gerador de vapor)|caldeiras]], que se rompiam quando submetidas à alta [[pressão]].

Sensibilizados com a dor das [[família]]s dos [[operário]]s mortos em acidentes, os irmãos Stirling procuraram conceber um [[mecanismo]] mais seguro. É referido também como motor de [[ar]] quente, por utilizar os gases [[Atmosfera|atmosféricos]] como [[fluido]] de [[trabalho]].

== Funcionamento ==

[[Ficheiro:Carnot cycle p-V diagram.svg|thumb|300px| Ciclo de Carnot: diagrama Pressão X Volume.]]

Este tipo de motor funciona com um [[ciclo termodinâmico]] composto de 4 fases e executado em 2 tempos do [[pistão do motor|pistão]]: compressão [[isotermia|isotérmica]] (=[[temperatura]] constante), aquecimento [[isometria|isocórico]] (=[[volume]] constante), expansão isotérmica e arrefecimento isocórico. Este é o ciclo idealizado (válido para gases perfeitos), que diverge do ciclo real medido por instrumentos. Não obstante, encontra-se muito próximo do chamado [[Ciclo de Carnot]], que estabelece o limite teórico máximo de rendimento das máquinas térmicas.

O motor Stirling surpreende por sua simplicidade, pois consiste de duas [[câmara]]s em diferentes temperaturas que aquecem e arrefecem um [[gás]] de forma alternada, provocando expansões e contracções cíclicas, o que faz movimentar dois [[êmbolo]]s ligados a um [[eixo]] comum. A fim de diminuir as perdas térmicas, geralmente é instalado um "regenerador" entre as câmaras quente e fria, onde o calor (que seria rejeitado na câmara fria) fica armazenado para a fase seguinte de aquecimento, incrementando sobremaneira a eficiência [[termodinâmica]]. O gás utilizado nos modelos mais simples é o ar (daí a expressão citada acima); [[hélio]] ou [[hidrogénio]] pressurizado (até 150[[kgf]]/[[Centímetro quadrado|cm<sup>2</sup>]]) são empregados nas versões de alta [[potência]] e rendimento, por serem gases com [[condutividade térmica]] mais elevada e menor [[viscosidade]], isto é, transportam energia térmica (calor) mais rapidamente e têm menor [[resistência]] ao escoamento, o que implica menos perdas por [[atrito]]. Ao contrário dos [[motores de combustão interna]], o fluido de trabalho nunca deixa o interior do motor; trata-se portanto de uma máquina de ciclo fechado.

== Animações ==

{| style="border:1px solid #ddd; text-align:center; margin: auto;" cellspacing="20"
| [[Ficheiro:Alpha Stirling.gif|150px]] || [[Ficheiro:Animrhombor.gif|123px]] || [[Ficheiro:Animgamma.gif|110px]]   
|-
| <center>'''1'''<center> || <center>'''2'''<center> || <center>'''3'''<center>    
|-
| [[Ficheiro:Animation TDC 01 jeff.gif|200px]] || [[Ficheiro:Philips.gif|170px]]
|-
| '''Com [[alternador]] linear.''' || '''Stirling da Philips ([[Década de 1950|anos 50]]).''' 
|}

Há 3 configurações básicas deste tipo de motor:

* Alfa - com cilindros em V; ('''1''')
* Beta - com êmbolos co-axiais num mesmo cilindro ('''2''')
* Gama - com cilindros em linha (ver links externos) ('''3''').

Existem modelos grandes com uso prático e [[modelo]]s [[didáctico]]s, minúsculos, accionados até pelo [[calor]] de uma [[mão]] humana.

== Vantagens ==

[[Ficheiro:STM Stirling Generator set.jpg|direita|thumb|230px|Um motor Stirling e um [[gerador]].]]

Esse tipo de motor apresenta diversas vantagens: é pouco [[poluente]] pois a combustão é contínua, e não intermitente como nos motores [[Ciclo de Otto]] e [[Ciclo Diesel]], permitindo uma queima mais completa e eficiente do combustível. Por isso é muito silencioso e apresenta baixa [[vibração]] (não há "explosão"). É verdadeiramente multi-combustível, pode utilizar praticamente qualquer fonte energética: [[gasolina]], [[etanol]], [[metanol]], [[gás natural]], [[óleo diesel]], [[biogás]], [[GLP]], [[energia solar]], [[energia geotérmica|calor geotérmico]] e outros. Basta gerar uma diferença de temperatura significativa entre a câmara quente e a câmara fria para produzir trabalho (quanto maior a diferença de temperatura, maior é a eficiência do processo e mais compacto o motor).

== Desvantagens ==

[[Ficheiro:BetaStirlingTG4web.jpg|thumb|230px|Motor Stirling em configuração beta com transmissão rômbica.]]

A sua maior desvantagem consiste na dificuldade de iniciar e variar sua velocidade de rotação rapidamente, sendo complicado o seu emprego em veículos como [[carro]]s e [[caminhão|caminhões]], embora modelos de [[Automóvel híbrido|propulsão híbrida]] ([[Motor eléctrico|eléctrico]] e motor térmico) possam ser viáveis. Também há problemas técnicos a serem resolvidos quanto ao sistema de vedação, que impede o vazamento do fluido de trabalho, particularmente quando se empregam gases inertes e leves (hélio, hidrogénio), difíceis de serem confinados sob alta pressão sem escaparem para o exterior. Alem disso, por ser uma [[tecnologia]] pouco difundida, os motores Stirling são mais caros, tanto na aquisição quanto na manutenção.

Um aperfeiçoamento do motor Stirling chamado de [[motor sónico]]<ref>{{pt}} [http://www.feiradeciencias.com.br/sala22/motor31.asp Feira de Ciências - Motor Sónico: O ar como massa vibrante]</ref> (eficiência de 18%), está em estudo para substituir os [[geradores termoeléctricos]] (eficiência de 7%), em uso actualmente nas [[sondas espaciais]].

== {{Ver também}} ==

{{Commonscat|Stirling engine}}

* [[Armazenamento de energia em ar comprimido]]
* [[Energia pneumática]]
* [[Energia térmica]] 
* [[Engenharia de energia]]
* [[Faculdade de Tecnologia Termomecânica]]
* [[Motor#Motor_a_ar_comprimido|Motor a ar comprimido]]

== {{Bibliografia}} ==

* {{en}} Reverend Robert Stirling D.D: A Biography of the Inventor of the Heat Economiser and Stirling Cycle Engine. ''Robert Sier.''  [[Editora]] L.A Mair, [[1995]]. ISBN 0-9526417-0-4
* {{en}} Stirling Engine Design Manual. ''William R. Martini.'' Editora University Press of the Pacific, [[2004]]. ISBN 1410216047
* {{pt}} Dendroenergia: Fundamentos e Aplicações, 2ª Edição. ''Luiz Augusto Horta Nogueira, Electo Eduardo Silva Lora.'' [[Editora Interciência]], [[2003]]. ISBN 8571930775
* {{pt}} Manual de Tecnologia Automotiva - Tradução da 25ª Edição Alemã. ''[[Robert Bosch]].'' Editora Edgard Blucher, [[2005]]. ISBN 8521203780.
* {{pt}} Biomassa Para Energia. ''Luis A.B. Cortez, Edgardo Olivares Gomez, Electo Eduardo Silva Lora.'' Editora [[Unicamp]], [[2008]]. ISBN 8526807838

{{Referências}}

== {{Ligações externas}} ==

; Animações
* {{Link|en|2=http://www.keveney.com/Vstirling.html |3=Keveney |4=motor tipo Alfa.}}
* {{Link|en|2=http://web.mit.edu/2.670/www/spotlight_2005/engine.gif |3=MIT |4=motor tipo Beta.}}
* {{Link|en|2=http://www.grc.nasa.gov/WWW/tmsb/stirling/animation/anim_4.html |3=NASA |4=Beta com transmissão rômbica}}
* {{Link|en|2=http://www.aeria.net:6707/6707001/Members/tevarin/stirling-engine-projects/gamma_stirling_animation_sal.gif/image_view_fullscreen |3=Aeria |4=motor tipo Gama.}}

; Vídeos
* {{pt}} No [[site]] [[Youtube]], existem vídeos sobre o Motor Stirling.

; Trabalhos Acadêmicos
* {{Link|pt|2=http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/stirling/stirling.htm |3=Unicamp |4=Motores Stirling - introdução.}}

; Fabricantes
* {{Link|en|2=http://www.ltd-stirling.de/id46.htm |3=ltd-stirling |4=CarlAero - miniaturas}}

{{Portal3|Engenharia|História da ciência|Tecnologia}}
{{ciclo termodinâmico}}

[[Categoria:Engenharia mecânica]]
[[Categoria:Motores]]

{{Link FA|ro}}