Integración de procedimientos y modelos para el diseño y simulación de motores de combustión externa de ciclo Stirling

Abstract

El objetivo de este trabajo es el desarrollo de una herramienta de software para el diseño termodinámico, simulación y posterior optimización de motores de combustión externa, que integre modelos avanzados disponibles en un paquete de uso sencillo. Se presenta así una metodología materializada en una planilla de cálculo que simplifica y facilita el diseño práctico de motores Stirling por escalado, permitiendo obtener en rápidamente la especificación completa del circuito térmico de un motor en función de sólo algunos parámetros básicos. Los parámetros resultantes luego se comparan con los de otros motores de buen rendimiento dando sugerencias de modificación. Se ha integrado la planilla de cálculo con un modelo de simulación, modificándolo para ofrecer información resultante de mayor utilidad práctica tales como las curvas de potencia y eficiencia en función de la frecuencia del motor.

The aim of this study is the development of a software tool for thermodynamic design, simulation and subsequent optimization of external combustion engines, which can be able of integrating advanced available models in a user-friendly package. A methodology is presented, embodied on a spreadsheet, wich simplifies and facilitates the practical design of Stirling engines by scaling. The complete engine gas circuit specification is obtained quickly based only on a few basic parameters. The resulting parameters are compared with those of other engines of known performance resulting in suggestions for improvements. The spreadsheet has been integrated with a simulation model wich has been modified to provide information of greater practical usefulness, such as the curves of power and efficiency versus engine rpm or frequency.