Hva er Stirling -syklusen?

Stirling-syklusen er en type regenerativ termodynamisk syklus som er i stand til å bruke en selvstendig arbeidsvæske, og en intern varmeutvekslingskomponent, for å enten konvertere varme til mekanisk bevegelse eller omvendt.Det gjør Stirling -syklusen nyttig i motorer, varmepumper, kjøling og mange andre applikasjoner.En rekke forskjellige motorutforminger benytter seg av Stirling -syklusen, hvorav de fleste inneholder enten en eller to sylindere.Uansett den spesifikke utformingen, går en motor som bruker denne syklusen gjennom de fire trinnene for komprimering, tilsetning av varme, utvidelse og fjerning av varme.

Det er en rekke forskjellige eksterne forbrenningsmotorer, som hver bruker en annen type termodynamisk syklus.Dampmotorer fungerer under prinsippene i Rankine -syklusen, som bruker en arbeidsvæske, for eksempel vann, i både flytende og gassformige tilstander.Ytterligere væsker må tilsettes fra tid til annen, noe som reduserer effektiviteten til disse systemene.Stirling -syklusen, som opprinnelig ble oppfunnet i 1816 som en rival for Rankine -syklusen, benytter seg av en arbeidsvæske som er forseglet i systemet.I de fleste tilfeller er arbeidsvæsken som brukes i Stirling -motorer luft.

Den grunnleggende ideen bak Stirling -syklusen dreier seg om oppvarmingen, og påfølgende avkjøling, av et enkelt volum arbeidsvæske.Dette forårsaker termisk ekspansjon og sammentrekning av væsken, som kan brukes til å utføre mekanisk arbeid.I de fleste tilfeller oppnås det ved å feste stempler til et svinghjul.Når væsken i systemet utvides og kontrakter, blir Pistons kjørt opp og ned, noe som får svinghjulet til å snu.Stirling -syklusen blir referert til som en regenerativ syklus på grunn av det faktum at væsken er selvforsynt, og det samme volumet av væske brukes i både kompresjonskammeret og ekspansjonskammeret.

Bruk av Stirling -syklusen er ikke begrenset til motorer, siden prosessen også er reversibel.Det betyr at det er mulig for en enhet som bruker denne syklusen til å fungere som en varmepumpe hvis mekanisk kraft leveres.I dette tilfellet brukes ekstern mekanisk kraft til å drive stemplene, som pumper arbeidsvæsken mellom ekspansjonskammeret og kompresjonskammeret.Avhengig av måten en enhet er satt opp på, kan denne reversering av syklusen brukes i en varmepumpe, kjølingsenhet eller en hvilken som helst annen applikasjon som krever overføring av varmeenergi.