Como Hacer Una Maquina De Vapor Casera Para La Escuela?

Descargar el PDF Descargar el PDF Las palabras “máquina de vapor” a menudo evoca imágenes de locomotoras o autos a vapor, pero estas máquinas tienen muchos más usos que para el transporte. Las máquinas de vapor, cuyas primeras creaciones se hicieron en formas primitivas hace unos dos mil años, se han convertido en las principales fuentes de energía en los últimos tres siglos, con turbinas de vapor que actualmente producen un 80% o más de la energía eléctrica en el mundo.

Para tener una mejor comprensión de las fuerzas físicas que funcionan en una máquina a vapor, construye la tuya propia con materiales caseros comunes utilizando uno de los métodos mencionados en este artículo.

Lee los pasos a continuación para comenzar.

1. 1 Corta una lata de aluminio de aproximadamente 6,3 cm (2 1/2 pulgadas). Utiliza tijeras de hojalatero o unas comunes para hacer un corte horizontal de alrededor de 1/3 de la altura de la lata desde su base.
2. 2 Dobla y corruga el borde del corte con un alicate. Dobla el borde de la lata hacia dentro para eliminar las orillas afiladas. Ten cuidado de no cortarte mientras lo haces.
3. 3 Presiona desde el interior la base de la lata para aplanarla. La mayoría de latas de refrescos tienen una base circular que se curva hacia el interior. Empújala con tus dedos o usando la base de un vaso o frasco pequeño para alisarla.
4. 4 Perfora dos agujeros en los lados opuestos de la lata a 1,3 cm (1/2 pulgada) desde la parte superior. Puedes usar un perforador o hacer los agujeros con un clavo y martillo. Necesitarás hacer un agujero con un diámetro ligeramente más grande que unos 3 mm (1/8 de pulgada).
5. 5 Coloca una vela de té en el centro de la lata. Arruga el papel aluminio y colócalo debajo y alrededor de la vela para mantenerla en su lugar. Las velas de té vienen en latas pequeñas para que la cerca no se derrita y se derrame en la lata de aluminio.
6. 6 Envuelve un tubo de cobre de 15 a 20 cm (6 a 8 pulgadas) de longitud alrededor de un lápiz unas 2 o 3 veces para crear una espiral. El tubo de 3 mm (1/8 de pulgada) de diámetro debe doblarse fácilmente alrededor del lápiz. Necesitarás que la espiral sea suficiente como para que se extienda a lo largo de la parte superior de la lata más unos 5 cm (2 pulgadas) adicionales de tubo recto en cada lado.
7. 7 Mete los extremos del tubo a través de los agujeros de la lata. Centra la espiral sobre la mecha de la vela. Procura que los extremos rectos del tubo sobresalgan a la misma longitud a cada lado de la lata.
8. 8 Dobla los extremos del tubo con un alicate para formar ángulos de 90 grades. Dobla las secciones rectas del tubo para que apunten en direcciones opuestas en cada lado de la lata. Luego dóblalos nuevamente en dirección hacia la base de la lata. Cuando lo hagas, debes tener una sección del tubo en espiral sobre tu vela que se extiende hacia abajo en dos líneas opuestas a cada lado de la lata.
9. 9 Coloca la lata en el recipiente de agua con los extremos del tubo sumergidos. Tu “bote” debería flotar sin problemas. Si los extremos del tubo no llegan a sumergirse en el agua, trata de añadirle un poco de peso a la lata sin llegar a hundirla.
10. 10 Llena los tubos con agua. La forma más fácil de hacerlo es colocar un extremo en el recipiente de agua y succionar a través del otro como si fuera una pajilla. También puedes colocar tu dedo sobre un extremo y dejar el otro debajo de un grifo abierto.
11. 11 Prende la vela. Con el tiempo, el agua dentro del tubo se calentará y comenzará a hervir. A medida que se evapora convirtiéndose en vapor saldrá disparada por las líneas de los tubos haciendo que toda la lata comience a girar en el recipiente. Anuncio

1. 1 Haz un agujero rectangular cerca de la base de una lata de pintura de casi 4 L (1 galón). Marca un rectángulo horizontal de 15 x 5 cm en el lado de la lata cerca de la base.
   • Ten en cuenta que para esta lata (y la otra que usarás), querrás asegurarte de que haya contenido pintura únicamente a base de látex y de haberla lavado completamente con agua y jabón antes de usarla.
2. 2 Corta un pedazo de malla metálica de 12 x 24 cm (4 2/3 x 9 1/3 pulgadas). Dobla hacia abajo 6 cm (alrededor de 2 1/3 pulgadas) en cada extremo del lado que mide 24 cm y forma un ángulo de 90 o. Al hacerlo debes crear una “plataforma” cuadrada de 12 x 12 cm con 2 “patas” de 6 cm. Coloca esta malla dentro de la lata de pintura con las “patas” hacia abajo alineándose con los bordes del agujero que cortaste.
3. 3 Haz un semicírculo de agujeros a lo largo del perímetro de la tapa. Más adelante, quemarás carbones dentro de esta lata para proporcionar el calor necesario a tu máquina de vapor. Si estos carbones no tienen un suministro constante de oxígeno, no podrán quemarse bien. Permite que la ventilación ingrese al perforar una serie de agujeros en un patrón de semicírculo a lo largo del borde de la tapa.
   • Estos agujeros de ventilación deberían tener aproximadamente 1 cm (4/10 de pulgada) de diámetro.
4. 4 Crea una espiral con un tubo de cobre. Toma unos 6 m (alrededor de 19 1/2 pies) de un tubo de cobre suave de unos 6 mm (1/4 de pulgada) de diámetro y mide 30 cm (11 8/10 pulgadas) desde un extremo. Comenzando a partir de este punto, envuelve el tubo formando cinco espirales de 12 cm (4 3/4 pulgadas) de diámetro.
5. 5 Pasa ambos extremos de la espiral a través de los agujeros de ventilación de la tapa. Dobla ambos extremos para que apunten hacia arriba e inserta cada uno a través de uno de los agujeros de la tapa. Si el tubo no tiene la longitud suficiente, podrías necesitar desenrollar un poco una de las espirales.
6. 6 Inserta la espiral y el carbón vegetal en la lata de pintura. Coloca la espiral sobre la malla metálica. Llena con briquetas de carbón el espacio circundante y dentro de la espiral. Cierra la tapa firmemente.
7. 7 Perfora agujeros para los tubos en la lata de pintura más pequeña. En el centro de la tapa de la lata de pintura de un 1 L (1/4 de galón), perfora un agujero de 1 cm (4/10 de pulgada) de diámetro. Al lado de la lata perfora 2 agujeros de 1 cm; uno cerca de la base y otro encima de este cerca de la tapa.
8. 8 Inserta un tubo de plástico con un corcho en los agujeros al lado de la lata más pequeña. Utiliza los extremos del tubo de cobre para atravesar los agujeros en el centro de los dos corchos. Inserta un pedazo de 25 cm (9 5/6 pulgadas) de tubo hecho de plástico duro en un corcho y un pedazo de 10 cm (3 11/12 pulgadas) en el otro de modo que se ajusten bien y se extiendan ligeramente desde el otro extremo del corcho.

   Enrolla el resto del tubo en 15 espirales de 8 cm (3 1/6 pulgadas) de diámetro. Debe quedarte unos 20 cm (7 5/6 pulgadas) adicionales. Inserta el corcho con el tubo más largo en el agujero inferior de la lata pequeña y el que tiene el tubo más corto en el agujero superior.

   Asegura los tubos en cada corcho con abrazaderas de manguera.

9. 9 Conecta el tubo de la lata más grande con la lata más pequeña. Coloca la lata más pequeña encima de la más grande con el tubo con corcho en el lado opuesto de los agujeros de ventilación de esta última. Utiliza cinta metálica para asegurar el tubo del corcho inferior al tubo que se extiende desde la base de la espiral de cobre.
10. 10 Inserta un tubo de cobre a través de una caja de conexiones. Utiliza un martillo y destornillador para quitar la parte central de una caja de conexiones eléctrica hecha de metal y de forma circular. Asegura una abrazadera para cables eléctricos a la caja de conexiones con el anillo de retención interior. Inserta una tubería de cobre de 15 cm (5 9/10 pulgadas) de largo y de 1,3 cm (1/2 pulgada) de diámetro a través del conector de la abrazadera para cables a fin de que el cable sobresalga unos cuantos centímetros por debajo del agujero en la caja de conexiones.
11. 11 Inserta una brocheta dentro de la varilla. Toma una brocheta de madera para barbacoa e insértala dentro de un extremo de una varilla de madera hueca de 1,5 cm (6/10 de pulgada) de largo y 9 mm (3/8 de pulgada) de diámetro. Coloca la varilla y la brocheta dentro del tubo de cobre ubicado en la caja de conexiones metálica de manera tal que la brocheta apunte hacia arriba.
    • La brocheta y la varilla actuarán como el “pistón” cuando la máquina funcione. Para hacer que el movimiento del pistón sea visible con mayor facilidad, podrías fijar una pequeña “bandera” de papel en la parte superior.
12. 12 Prepara el motor para que comience a funcionar. Retira la caja de conexiones de la lata pequeña y llena esta última con agua dejando que drene en la espiral de cobre hasta que esté llena en unos 2/3 de su capacidad. Revisa todos los conectores en busca de fugas y asegúrate de que todos los sellos estén ajustados.

    Luego asegura de la misma manera el tubo del corcho superior al que se extiende desde la parte superior de la espiral. Dobla los bordes de este extremo hacia adentro con un martillo. Coloca este extremo de la tubería en el agujero ubicado en la tapa de la lata más pequeña.

    Asegura las tapas de ambas latas con la ayuda de un martillo. Coloca nuevamente la caja de conexiones en su lugar sobre la lata pequeña.

13. 13 ¡Haz funcionar la máquina! Arruga pedazos de papel periódico y colócalos en el espacio rodeado por la malla metálica en la base de la máquina. Cuando el carbón se encienda, deja que las briquetas se quemen por cerca de 20-30 minutos. A medida que se calienta el agua ubicada en la espiral, el vapor comenzará a formarse en la lata superior. Cuando este vapor alcance la presión suficiente, empujará la varilla y el pistón hacia arriba.
    1. Una vez que se haya liberado suficiente presión, el pistón caerá nuevamente a causa de la gravedad;
    2. Corta partes de la brocheta según sea necesario para reducir el peso del pistón, ya que, mientras más ligero sea, “saltará” con mayor frecuencia;

    Trata de recortar gradualmente la brocheta hasta llegar a un peso en el que el pistón “funcione” a un ritmo constante.

    • Puedes acelerar el proceso de quema si usas un secador de cabello para que sople a través de los agujeros de ventilación.
14. 14 Ten cuidado. Probablemente no haga falta decir que esta máquina de vapor casera exige una manipulación y operación cuidadosa. Nunca la hagas funcionar dentro de casa. Nunca la hagas funcionar cerca de material inflamable como hojas secas o árboles colgantes. Opérala únicamente sobre una superficie dura y no inflamable como el concreto.

    Si vas a trabajar con niños o adolescentes, asegúrate de que un adulto se encuentre presente supervisando en todo momento. No permitas que los niños o adolescentes se acerquen a la máquina mientras el carbón está ardiendo.

    Si ni siquiera estás seguro de cuán caliente está la máquina, asume que el calor es muy alto al tacto.

    • Asimismo, asegúrate de que el vapor pueda escapar de la “caldera” superior. Si el pistón se obstruye por alguna razón, la presión puede incrementarse dentro de la lata pequeña. En el peor de los casos, esto puede provocar que la lata explote, lo que puede ser muy peligroso.

    Anuncio

¿Qué se necesita para hacer una máquina de vapor?

¿Cómo funciona una máquina a vapor casera?

Como su nombre lo sugiere, la máquina de vapor funciona gracias a la fuerza del vapor de agua calentado a alta presión. Esta tecnología convierte la energía termica (calor) a energía mecánica (Trabajo). La caldera calienta el agua hasta convertirla en vapor.

1. La presión que se genera es usada después para mover un pistón dentro de un cilindro;
2. El pistón se conecta a la biela para transformar el movimiento de traslación a movimento de rotación;
3. La imagen de arriba muesta la máquina de vapor de Scot, James Watt, la cual tiene muchas mejoras con respecto a las máquinas anteriores (Somerset, Papin, Savery, Newcomen);

En 1782, inventó el principio de la máquina de doble efecto (o doble acción) en la cual la válvula deslizable, que distribuye la presión en el pistón, se mueve en ambas direcciones. El regulador centrífugo (esferas de metal giratorias) es otra invención que hizo James Watt (1788).

¿Cuáles son los diferentes tipos de máquinas de vapor?

¿Cómo se genera el vapor seco?

El “VAPOR SECO” es cambiar el estado líquido del agua a su forma de gas, ésto se logra llevándola a 100° centígrados a la altura del nivel del mar, entre más altura geográfica tengamos, el agua puede hacer ebullición (hervir) a temperaturas menores (92°C).

Para hacer Vapor Seco nuestros equipos Vapor Blitz calientan el agua en una caldera de acero inoxidable, y cuando el vapor es presurizado en un recipiente que no se deja escapar, éste comienza a ganar temperatura y las moléculas de agua se dice que comienzan a secarse, cuanto más temperatura tienen, ésto es lo que llamamos “Vapor Seco” o “Vapor Saturado”.

​ ​ El Vapor Seco tiene solo 4% de humedad y el otro 96% es aire a alta temperatura formando así una excelente herramienta de limpieza, el Vapor Seco por sus propiedades de alta temperatura y mínima humedad puede disolver, grasa, dulce proteína y prácticamente cualquier tipo de suciedad que no esté basada en solventes como la tinta;  por eso la llamamos limpieza ecológica.

¿Cómo funciona la máquina de vapor para niños?

¿Cómo funciona la máquina de vapor? – La máquina de vapor transforma la energía térmica de la combustión en energía mecánica , es decir, en movimiento. ¿Qué quiere decir esto? Vamos por pasos:

1. En una caldera se echa el carbón y se prepara el fuego. El humo del fuego sale por la chimenea.
2. Este fuego calienta el agua , que comienza emitir vapor.
3. El vapor sube por las tuberías con mucha fuerza y empuja el pistón hacia arriba y hacia abajo.
4. Cuando se mueve, el pistón mueve también los mecanismos que empujan la rueda de transmisión. Esta rueda, a su vez, tiene tanta fuerza que transmite el movimiento a otros mecanismos y ruedas.

Fíjate en el dibujo: Gracias a esta máquina se produjeron grandes avances en la sociedad, siendo importantísima para lo que conocemos como la Primera Revolución Industrial.

¿Cómo funciona un motor a vapor de agua?

Un motorista con alma de inventor, o viceversa, ha revolucionado las redes con su moto de vapor y el vídeo en que la muestra. Entre enormes nubes blancas de humo, el motorista avanza poco a poco como un tren del siglo XIX, incluso con un sonido similar.

• Y se guarda lo mejor para el final: el bocinazo es idéntico al de las locomotoras antiguas;
• Este tipo de motores fueron inventados a finales del siglo XVII y se utilizaron durante muchos años para hacer funcionar trenes, automóviles, barcos y otras máquinas;

Su funcionamiento es sencillo: se calienta agua en una caldera hasta que se convierte en vapor, el vapor se expande y empuja un pistón, creando el movimiento del vehículo. Cuando el vapor se libera de la cámara, el pistón regresa a su posición original.

¿Cuáles son los aparatos que funcionan con calor?

Una máquina térmica es un dispositivo que trabaja de forma cíclica o de forma continua para producir trabajo mientras se le da y cede calor, aprovechando las expansiones de un gas que sufre transformaciones de presión, volumen y temperatura en el interior de dicha máquina.

¿Qué es un motor de vapor casero?

Que es una maquina de vapor? – Una maquina de vapor es un motor de combustión externa. Esto quiere decir que convierte energía calórica  en energía mecánica transformando agua en vapor a través de un proceso de combustión que es realizado fuera del motor.

¿Cuáles son los usos de la máquina de vapor?

Segunda máquina de vapor construida por Newcomen (1714) El desarrollo de la ciencia moderna del calor estuvo estrechamente ligado al desarrollo de la tecnología moderna de máquinas diseñadas para realizar trabajo. Durante milenios y hasta hace dos siglos la mayor parte del trabajo se realizaba por animales (humanos y de otras especies). El viento y el agua también proporcionaban trabajo mecánico, pero en general no son fuentes de energía fiables, ya que no siempre está disponibles cuando y donde se necesitan.

En el siglo XVIII, los mineros comenzaron a cavar cada vez a más profundidad en su búsqueda de mayores cantidades de carbón. El agua tendía a filtrarse e inundaba estas minas más profundas. Se planteó la necesidad de un método económico para bombear el agua y sacarla de las minas.

La máquina de vapor se desarrolló inicialmente para satisfacer esta necesidad concreta. La máquina de vapor es un dispositivo para convertir la energía térmica del calor que produce un combustible en trabajo mecánico. Por ejemplo, la energía química de la madera, el carbón o el petróleo, o la energía nuclear del uranio, pueden convertirse en calor.

1. La energía térmica a su vez se utiliza para hervir el agua para formar vapor, y la energía en el vapor se convierte en energía mecánica;
2. Esta energía mecánica puede ser utilizada directamente para realizar trabajo, como en una locomotora de vapor, o utilizada para bombear agua, o para transportar cargas, o se transforma en energía eléctrica;

En las sociedades post-industriales típicas de hoy, la mayor parte de la energía utilizada en las fábricas y en los hogares proviene de la energía eléctrica. Parte viene de saltos de agua y del viento pero la fuente que garantiza el suministro continuo y a demanda sigue siendo la proveniente de generadores.

• Existen otros dispositivos que convierten el combustible en energía térmica para la producción de energía mecánica, como los motores de combustión interna utilizados en automóviles, camiones y aviones, por ejemplo;

Pero la máquina de vapor sigue siendo un buen modelo para el funcionamiento básico de toda la familia de los llamados motores térmicos y la cadena de procesos desde la entrada de calor hasta la salida de trabajo y el escape de calor residual es un buen modelo del ciclo básico involucrado en todos los motores térmicos. Modelo moderno de eolípila Desde la antigüedad se sabe que el calor se puede utilizar para producir vapor que, a su vez, puede realizar trabajo mecánico. Un ejemplo fue la eolípila, inventada por Herón de Alejandría alrededor del año 100. Se basaba en el mismo principio que hace que giren los aspersores de jardín, excepto en que la fuerza motriz era el vapor en vez de la presión del agua. La eolípila de Herón era un juguete, hecho para entretener más que para hacer un trabajo útil.

Quizás la aplicación más «útil» del vapor en el mundo antiguo fue otro de los inventos de Herón. Este dispositivo asombraba a los fieles congregados en un templo al hacer que una puerta se abriera cuando se encendía un fuego en el altar.

No fue hasta finales del siglo XVIII que los inventores empezaron a producir máquinas de vapor con éxito comercial. Thomas Savery (1650-1715), un ingeniero militar inglés, inventó la primera máquina de este tipo, a la que dio en llamarse “la amiga del minero”. Máquina de Savery (1698) Desafortunadamente, el uso de vapor de alta presión por parte de la máquina Savery implicaba unimportante riesgo de explosiones de calderas o cilindros. Thomas Newcomen (1663-1729), otro ingeniero inglés, solucionó este defecto. Newcomen inventó una máquina que utilizaba vapor a menor presión. Su máquina era mejor también en otros aspectos. Por ejemplo, podía elevar cargas distintas al agua. En lugar de usar el vapor para forzar el agua dentro y fuera de un cilindro, Newcomen utilizó vapor para forzar un pistón hacia adelante y presión de aire para forzarlo hacia atrás.

Podía bombear el agua de una mina llenando alternativamente un tanque con vapor de alta presión, lo que llevaba vaciaba el agua del tanque empujándola hacia arriba, condensando después el vapor, lo que permitía que entrase más agua en el tanque.

El movimiento del pistón podía utilizarse para mover una bomba u otro tipo de máquina. Principio de funcionamiento de la máquina de Newcomen El movimiento del pistón en una máquina de vapor, hacia adelante y hacia atrás, es uno de los orígenes de la definición de trabajo mecánico, W , como fuerza ( F ) x distancia ( d ), W = F·d. Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance.

¿Cómo se llama la máquina que genera gran cantidad de vapor de agua?

La máquina de vapor es aquella que, mediante la fuerza del vapor generado por una cantidad de agua determinada vía energía térmica, consigue una energía mecánica que permite ejecutar la máquina. Es decir, consiste en una máquina que, gracias a la fuerza que genera el vapor, consigue mover las distintas partes de la máquina de forma continuada posibilitando su funcionamiento.

¿Qué problema soluciono la máquina de vapor?

La máquina Newcomen fue ampliamente utilizada en Gran Bretaña y otros países durante el siglo XVIII. Según los estándares modernos, no era una máquina muy buena. Quemaba una gran cantidad de carbón, pero realizaba solo una pequeña cantidad de trabajo a una velocidad lenta y espasmódica. James Watt en un retrato de Carl Frederik von Breda, 1792 El trabajo de un escocés, James Watt, condujo a una máquina de vapor muy mejorada y que tendría importantes consecuencias económicas. El padre de Watt era un carpintero con un negocio de éxito dedicado a vender equipamiento a los armadores de buques. Sería en el taller del ático de su padre donde James Watt desarrollaría una considerable habilidad en el uso de herramientas. Quería convertirse en un fabricante de instrumentos y fue a Londres para aprender el oficio.

Pero la gran demanda de máquinas para sacar agua de las minas era un buen mercado, incluso para una máquina ineficiente. A su regreso a Escocia en 1757, obtuvo un puesto como fabricante de instrumentos en la Universidad de Glasgow.

En el invierno de 1763-1764, Watt fue requerido para reparar un modelo del motor de Newcomen que era utilizado en las clases prácticas de la universidad. Al familiarizarse con el modelo, Watt quedó impresionado por la cantidad de vapor que se requería para hacer funcionar la máquina. Máquina de Watt en un gráfico de 1797 A principios de 1765 Watt remedió esta ineficiencia ideando un tipo modificado de máquina de vapor. En retrospectiva, parece una idea tonta de lo simple que es, pero en su momento fue verdaderamente revolucionaria. Después de empujar el pistón hacia arriba, el vapor se hacía pasar a un recipiente separado, llamado condensador, donde el vapor se condensaba a una temperatura baja.

1. Realizó una serie de experimentos sobre el comportamiento del vapor y encontró que un problema importante era la temperatura de las paredes del cilindro;
2. La máquina de Newcomen desperdiciaba la mayor parte de su calor calentando las paredes del cilindro, ya que las paredes se enfriaban en cada ciclo al inyectar agua fría para condensar el vapor y forzar el retorno del pistón con aire a presión;

Con este sistema, el cilindro que contiene el pistón podía mantenerse caliente permanentemente, y el condensador podía mantenerse frío todo el tiempo. Regulador centrífugo de Watt El uso de un condensador separado permitía grandes ahorros de combustible. La máquina de Watt podía hacer el doble de trabajo que el de Newcomen con la misma cantidad de combustible. Watt también agregó muchos otros refinamientos, tales como válvulas de control automático que se abrían y cerraban mediante la acción alternativa del propio pistón, así como un regulador centrífugo que controlaba la cantidad de vapor que llegaba a la máquina, lo que permitía mantener una velocidad constante. Al igual que Thomas Edison más tarde, o los emprendedores tecnológicos de éxito en nuestros días, Watt y sus asociados aunaban ser buenos hombres de negocios y excelentes ingenieros. Hicieron una fortuna fabricando y vendiendo las máquinas de vapor mejoradas. Las invenciones de Watt estimularon el desarrollo de máquinas que podían hacer muchos otros trabajos. El vapor movía las máquinas en las fábricas, las locomotoras de ferrocarril, los barcos de vapor, e incluso los primeros coches de vapor, incluyendo maquinaria pesada semoviente.

1. Esta idea de usar parte de la salida del proceso para regular el proceso en sí, se llama retroalimentación;
2. Es una parte esencial del diseño de muchos sistemas mecánicos y electrónicos modernos;
3. La máquina de Watt dio un estímulo enorme al crecimiento de la industria en Europa y América;

Ayudó así a transformar la estructura económica y social de la civilización industrial. El desarrollo generalizado de motores y máquinas revolucionó la producción en masa de bienes de consumo, construcción y transporte. Máquina agrícola a vapor francesa de mediados del XIX El nivel de vida medio en Europa Occidental y los Estados Unidos aumentó considerablemente. Es difícil para la mayor parte de nosotros en los países industrializados «desarrollados» imaginar cómo era la vida antes de esta «Revolución Industrial». Pero no todos los efectos de la industrialización fueron beneficiosos. De hecho la palabra “medio” del párrafo anterior encubre una enorme desigualdad.

• El sistema manufacturero del siglo XIX proporcionaba a algunos empleadores codiciosos y crueles la oportunidad de tratar a los trabajadores casi como esclavos;
• Sin leyes laborales o de protección infantil, esos empleadores obtenían fortunas mientras mantenían a los empleados ya sus familias al borde de la inanición;

Según avanzaba el siglo XIX c ada vez más personas abandonan las granjas, voluntariamente o forzadas por la pobreza y las nuevas leyes de propiedad, para trabajar en las fábricas. El conflicto se intensificó entre otra novedad, la clase obrera, formada por empleados, y la clase media, formada por empleadores y profesionales.

Al mismo tiempo, algunos artistas e intelectuales, muchos del movimiento romántico, comenzaron a atacar las nuevas tendencias de esta sociedad. Vieron esta sociedad cada vez más dominada por el comercio, la maquinaria y el énfasis en los bienes materiales.

En algunos casos, confundieron la ciencia como tal, con sus aplicaciones técnicas y éstas con el uso comercial de las mismas por parte de empresarios sin escrúpulos. La reacción llevaba a estos intelectuales a echar en cara a los científicos el explicar todos los maravillosos misterios de la naturaleza.

• Estos artistas denunciaron tanto a la ciencia como a la tecnología, aunque en la mayor parte de los casos se negaban a aprender algo sobre ellas;
• Estas actitudes siguen estando a la orden del día y son parte de una vieja tradición, que se remonta a ls antiguos opositores griegos al atomismo de Demócrito;

Muchos escritores y artistas románticos atacaron la física galileana y newtoniana por supuestamente distorsionar los valores morales. El mismo tipo de acusación que se escucha hoy por parte de la anticiencia y que es un continuo desde la máquina de vapor.

¿Cómo funciona un motor Stirling?

MOTOR STIRLING Y LA ENERGÍA SOLAR – EL siglo XXI recupera un motor termodinámico inventado hace casi dos siglos por Robert Stirling y caído en desuso. Cuyas prestaciones y posibles aplicaciones en las tecnologías de energías renovables pueden hacer que se convierta en uno de los motores clave de este siglo. En los últimos siglos, la humanidad ha experimentado el mayor avance tecnológico y científico de su historia. Esto ha hecho posible una importante mejora en la calidad de vida gracias a la aparición de nuevas tecnologías que hacen que todo sea más fácil y cómodo. La otra cara de la moneda nos muestra el acelerado deterioro del medio ambiente, debido en gran medida al imparable aumento de las necesidades energéticas.

26 febrero 2013 – 19:06 h. Las principales fuentes energéticas utilizadas en la actualidad (petróleo, carbón y gas) no son renovables, lo que significa que es preciso investigar todas las posibles alternativas.

Así, se ha recuperado un motor termodinámico inventado hace casi dos siglos y caído en desuso tras la invención y posterior expansión de los motores de explosión y eléctricos. Estamos hablando del motor Stirling, cuyas prestaciones y posibles aplicaciones en las tecnologías de energías renovables pueden hacer que se convierta en uno de los motores clave del siglo XXI.

1. ORÍGENES Y EVOLUCIÓN DEL MOTOR STIRLING El motor Stirling fue inventado y patentado en 1816 por el reverendo escocés Robert Stirling;
2. Inicialmente fue ideado con el fin de reemplazar a las turbinas de vapor que, debido a las frecuentes explosiones, causaban numerosos accidentes en las fábricas;

Robert Stirling patentó este motor junto con un dispositivo que mejoraba el rendimiento térmico y que él denominó economizador de calor (hoy se conoce como regenerador). Así, fue capaz de desarrollar un motor que trabajaba con aire caliente a una presión más baja, por lo que era más seguro y tenía menor riesgo de explosión que las máquinas de vapor que se usaban en aquella época. La facilidad de uso, el funcionamiento silencioso con cualquier tipo de combustible y la seguridad, hicieron que los motores Stirling fueran muy populares hasta el final del siglo XIX, y se utilizaban con frecuencia y con buenos resultados en aplicaciones de bombas de agua y maquinaria ligera como mezcladoras, bombas de aire, aserradoras, etc. Sin embargo, estos motores disponían de baja potencia en relación a su peso y tamaño. Posteriormente, con la invención del motor de explosión, el uso del motor Stirling fue decayendo poco a poco hasta quedarse casi en el olvido. La segunda etapa de estos motores tuvo lugar a finales de los años 30, cuando unos ingenieros de Philips intentaron poner a punto un Stirling para alimentar unos equipos eléctricos.

En esta época, el conocimiento sobre la física térmica y los fluidos térmicos era mucho mayor, y además se disponía de nuevos materiales, como por ejemplo el acero inoxidable, por lo que los resultados fueron mejores.

En los años 50 estos ingenieros lograron que su motor Stirling alcanzara un potencia 30 veces superior a los primeros modelos. Este hecho suscitó un gran interés por parte de la comunidad científica, y se propusieron gran cantidad de proyectos y estudios sobre el tema.

Después de este auge momentáneo, de nuevo vino un periodo de tiempo que duró varias décadas en el que los motores Stirling fueron relegados a un segundo plano. La crisis del petróleo de 1973 reabrió el interés, pero fue la NASA, con su investigación sobre sistemas de alta eficiencia térmica alimentados por energía solar, la que le dio un nuevo impulso a esta tecnología que parecía obsoleta.

Durante estos últimos años, la popularidad de las máquinas Stirling ha aumentado debido al gran número de características favorables que presentan, ya que tienen el potencial para ser mucho más eficientes que los motores diesel o gasolina. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO: MOTORES TERMODINÁMICOS El Stirling es un motor termodinámico.

Este tipo de motores son capaces de transformar energía térmica (calor) en trabajo mecánico aprovechando la diferencia de temperatura existente entre una fuente de calor, denominada foco caliente, y un sumidero de calor, denominado foco frío.

Pueden ser de combustión interna (también llamados endotérmicos), como los motores de los coches, o de combustión externa (o exotérmicos), como es el caso del motor Stirling. Que sea de combustión externa quiere decir que el motor puede funcionar con cualquier fuente de calor externa como por ejemplo, gases de escape de motores, combustión de biomasa, energía nuclear o energía solar.

1. Esto nos hace intuir la enorme versatilidad de este tipo de máquinas, que lo único que necesitan para ponerse en marcha es calor y que en su funcionamiento no emiten ningún tipo de contaminante a la atmósfera;

Básicamente, el ciclo de funcionamiento de un motor Stirling consta de cuatro fases en las que un gas se comprime, se calienta, se expande y se enfría de manera cíclica. Esta serie de eventos provocan cambios en la presión del gas que se traducen en trabajo útil.

• Este proceso de conversión de calor en trabajo hace que el motor Stirling sea el único motor cuyo rendimiento se acerca al máximo teórico posible, que viene determinado por el llamado rendimiento del motor ideal de Carnot;

En la práctica no es posible alcanzar este rendimiento ideal, ya que durante el funcionamiento se producen pérdidas inevitables. EL MOTOR STIRLING Y LA ENERGÍA SOLAR Los sistemas que utilizan motores Stirling para producir electricidad a partir de la energía solar se conocen como disco-Stirling. Muchos expertos creen que esta tecnología tiene un futuro prometedor, ya que ha demostrado eficiencias superiores a las demás aplicaciones de energía solar. Los disco-Stirling se utilizan en energía solar termoeléctrica, que es la que aprovecha la radiación solar incidente para calentar un fluido que posteriormente se hará pasar por una etapa de una turbina que generará electricidad.

• Son pequeños discos parabólicos independientes conectados a un motor Stirling que está situado en el foco de la parábola;
• Consiguen concentrar la luz solar entre 1;
• 000 y 4;
• 000 veces y así se obtiene el calor suficiente para que el motor pueda funcionar;

En Estados Unidos (y también en España) se encuentran las mayores plantas termoeléctricas del mundo. Algunas de ellas estarán pobladas por miles de unidades disco-Stirling. En España podemos verlos en la Plataforma Solar de Almería, que los ha estudiado desde 1992, y en Sanlúcar la Mayor (Sevilla), donde hay instalados 8 sistemas disco-Stirling. “Invertiría mi dinero en el sol y la energía solar. ¡Qué gran fuente de energía! Espero que no haya que esperar a que se agote el petróleo y el carbón antes de poder aprovecharla al máximo. ”   Thomas Alva Edison , 1931.

¿Cuáles son las principales máquinas termicas?

Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que realiza un trabajo mediante un proceso cíclico de paso de energía desde un foco caliente a otro frío a través de un fluido compresible. Ver más En las máquinas térmicas se producen cambios de densidad significativos en el fluido de trabajo a su paso por la misma. Hay varios criterios para la clasificación de las máquinas térmicas:

• Según el sentido de la transferencia de energía: motoras o generadoras.
• En función de su constitución: rotativas o alternativas.
• En función de la continuidad del flujo: volumétricas o de flujocontinuo.
• En función del lugar de la combustión: combustión externa o combustión interna.

Las máquinas térmicas generadoras más importantes son:

• Turbina : es una máquina rotativa a través de la cual pasa un fluido en forma continua y éste le transmite su energía a través de un eje. El fluido disminuye su presión a su paso por los álabes que forman la máquina haciéndolos girar.
• Motor de combustión interna : como su nombre indica, es un tipo de máquina que obtiene la energía mecánica directamente de la combustión de un combustible que se produce dentro de una cámara. Los más extendidos son: el motor de explosión (ciclo Otto ), el motor diésel (ciclo Diésel ), el motor Stirling.
• Máquina de vapor : es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica en mecánica. Es la máquina utilizada en las plantas de potencia.

Las máquinas térmicas se utilizan para ciclos de potencia. Pueden ser utilizadas para ciclos en plantas de potencia, como el ciclo Rankine para vapor o, por ejemplo, para propulsión con el ciclo Brayton en el caso de trabajar con gas. Ver Productos PRODUCTOS DE MÁQUINAS TÉRMICAS –> Mostrando 1-9 de 9 artículo(s) Relevancia Relevancia Nombre, A a Z Nombre, Z a A Precio: de más bajo a más alto Precio, de más alto a más bajo –>

• TGDEC

Disponible 5. – ENERGÍAS CONVENCIONALES TGDEC.

¿Qué fue la máquina de vapor en la revolución industrial?

La máquina de vapor de Watt , también conocida como la máquina de vapor de Boulton y Watt , fue la primera máquina de vapor práctica, convirtiéndose en una de las fuerzas impulsoras de la Revolución Industrial. James Watt desarrolló el diseño esporádicamente entre 1763 y 1775, con el apoyo de Matthew Boulton. Su diseño permitió ahorrar mucho combustible en comparación con las máquinas anteriores, de forma que concedían licencias basándose en la cantidad de combustible que se podía economizar.

Watt nunca dejó de desarrollar la máquina de vapor, introduciendo diseños de doble efecto (con dos cilindros) y varios sistemas para lograr producir el movimiento rotativo a partir de sus máquinas. El diseño de Watt se convirtió en sinónimo de máquina de vapor, y pasaron muchos años antes de que otros diseños significativamente nuevos comenzaran a reemplazar la configuración que ideó.

Las primeras máquinas de vapor , introducidas por Thomas Newcomen en 1712, eran de diseño “atmosférico”. Se introducía vapor en un cilindro, que luego se enfriaba con un chorro de agua. Esto hacía que el vapor se condensara, formando un vacío parcial en el cilindro, y la presión atmosférica en la parte superior empujaba el pistón hacia abajo.

Watt notó que el rocío de agua también enfriaba el propio cilindro, y se requería una cantidad significativa de calor para calentarlo hasta el punto en que el vapor podía entrar al cilindro sin condensarse inmediatamente de nuevo.

Abordó este problema agregando un cilindro separado lleno de agua, que se abría una vez que se llenaba el cilindro principal. El vapor entraba en la cámara secundaria y se condensaba, extrayendo el vapor restante del cilindro principal para continuar el proceso.

El resultado final utilizaba el mismo ciclo que el diseño de Newcomen, pero sin ningún enfriamiento del cilindro principal, que estaba inmediatamente listo para otra carrera. Watt trabajó en el diseño durante un período de varios años, introduciendo el condensador y mejoras en prácticamente todas las partes del diseño, en particular una larga serie de pruebas sobre las formas de sellar el pistón en el cilindro.

Todos estos cambios produjeron un diseño más fiable, y que necesitaba la mitad de carbón para producir la misma cantidad de energía. [ 1 ] ​ El nuevo diseño se introdujo comercialmente en 1776, con el primer ejemplar vendido al taller mecánico Carron Company.

Watt continuó trabajando para mejorar el motor, y en 1781 introdujo un sistema que usaba un engranaje sol y planeta para convertir el movimiento lineal de los motores en movimiento rotativo. Esto lo hizo útil no solo en su cometido de bombeo original, sino también como un reemplazo directo en aquellas tareas en las que previamente se utilizaron ruedas hidráulicas.

Este fue un momento clave en la revolución industrial, ya que desde entonces las fuentes de energía podrían ubicarse en cualquier lugar, evitando la anterior necesidad de disponer de una fuente de agua y de una topografía adecuadas. Boulton comenzó a desarrollar numerosas máquinas que hicieron uso de esta potencia rotativa, desarrollando la primera fábrica industrializada moderna, la Fundición Soho , que a su vez produjo nuevos diseños de máquinas de vapor.

1. Los primeros motores de Watt coincidían con los diseños originales de Newcomen en que usaban vapor a baja presión, y la mayor parte de la acción era causada por la presión atmosférica, debido principalmente a los problemas de seguridad que suponía el empleo de presiones de vapor más elevadas;

[ 2 ] ​ Sin embargo, buscando mejorar su rendimiento, Watt comenzó a considerar el uso de vapor a alta presión, así como los diseños con cilindros múltiples, tanto según el concepto de doble acción como según el concepto de expansión múltiple. Estos motores de doble acción requirieron la invención del movimiento paralelo , que permitió que las varillas de los cilindros individuales se movieran en línea recta, manteniendo el pistón alineado con el cilindro, mientras que el extremo del balancín móvil se desplazaba describiendo un arco, algo análogo a una cruceta en las máquinas de vapor posteriores.