MODELAMENTO DE MOTORES STIRLING DUPLOS E COM TROCA DE MASSA

INTRODUÇÃO: A crescente demanda energética da sociedade moderna, associada aos impactos ambientais da queima de combustíveis fósseis, tem impulsionado o interesse por soluções que aumentem a eficiência dos sistemas e reduzam o desperdício de energia. Um dos principais focos é a recuperação de calor residual em sistemas térmicos, com base nos princípios da termodinâmica. Nesse contexto, destaca-se o motor Stirling, dispositivo que opera a partir de um ciclo térmico fechado e pode converter calor desperdiçado em trabalho útil com alta eficiência. Este trabalho propõe o estudo e análise de um sistema de recuperação de calor (WHRS – Waste Heat Recovery System) baseado no ciclo de Stirling. OBJETIVOS: Analisar o potencial de recuperação de calor de exaustão em motores térmicos a combustão interna utilizando um sistema baseado no ciclo Stirling, com base nos estudos de Fernanda Graeff Silvério (2020): i) Implementar um algoritmo (em Matlab ou Python) para simulação do ciclo Stirling, com e sem troca de massa, conforme formulação de Silvério; ii)Realizar análises paramétricas do desempenho do ciclo; iii) Avaliar o potencial de recuperação de energia em diferentes faixas de temperatura e condições operacionais. MATERIAIS E MÉTODO: A fundamentação teórica tem como base principal a tese de mestrado de Silvério (2020), complementada pelas referências bibliográficas clássicas como Incropera e Thermodynamics – From Fundamentals to Multiphase and Multicomponents Systems. O modelo adotado é baseado no motor Stirling GPU-3, cujos parâmetros principais são: fluido de trabalho (Hélio), volume de folga de 28,68 cm³, volume varrido de 113,14 cm³, temperatura da fonte quente de 977 K, fonte fria de 288 K, e pressão média de 4,13 MPa. O ciclo de Stirling é composto por quatro processos: compressão isotérmica, resfriamento isovolumétrico, expansão isotérmica e aquecimento isovolumétrico. RESULTADOS: Resultados comprometidos por haver algum erro na modelagem da simulação, acarretando dados que não representam a realidade. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Dado a natureza inconclusiva dos dados, as informações encontradas têm sentido inconclusivo, não tendo nenhuma informação que agregue a discussão.

PALAVRAS-CHAVE: Stirling; Transferência de massa; Transferência de massa; Ciclo diferencial; Simulação.