Bagaimana cara kerja mesin Stirling?

Robert Stirling - sejarah penemuannya

• Pada tahun 1816 pendeta Skotlandia Robert Stirling menemukan mesin termal intermiten.
• Hal yang menarik dari mesin pembakaran awal ini adalah media kerjanya yaitu gas. Awalnya udara digunakan untuk ini, kemudian hidrogen atau helium juga digunakan.
• Prinsip di balik penggerak ini mudah dilihat: Gas sebagai media kerja secara bergantian dipanaskan dan didinginkan dengan kuat dan dengan demikian mendorong dua piston maju mundur. Dari sudut pandang fisik, energi panas diubah menjadi energi mekanik energi (piston) diubah.
• Untuk menghormati penemunya, jenis penggerak ini disebut mesin Stirling, juga dikenal sebagai mesin udara panas, mengikuti prinsip fungsionalnya.

Mesin Stirling - idenya baru muncul sekarang

• Panas yang diperlukan untuk mesin dihasilkan di luar dan, pada prinsipnya, memungkinkan bahan bakar apa pun.


Kompresi adiabatik - penjelasan dari fisika

Kebanyakan orang masih akrab dengan kompresi, dengan kata lain "meremas". Tetapi …

• Namun, mesin Stirling, meskipun bekerja dengan andal, bisa pada waktunya karena efisiensi rendah (saat itu hanya 3%) tidak bertentangan dengan mesin uap dan mesin pembakaran internal selanjutnya mendorong melalui.
• Namun, ide tersebut telah dibahas lagi selama beberapa tahun. Panas yang dibutuhkan untuk mesin dihasilkan di luar dan pada prinsipnya memungkinkan bahan bakar apa pun yang dapat dibayangkan. Akibatnya, bahan bakar dan energi alternatif yang kurang berbahaya bagi lingkungan (seperti panas matahari) dapat digunakan. Jadi bahan bakar tidak harus produk minyak bumi.
• Dan: Strukturnya yang sederhana juga membuat mesin Stirling menarik bagi negara berkembang dengan bahan baku yang sedikit. Oleh karena itu, mesin udara panas juga dapat digunakan untuk penggerak kendaraan dengan efisiensi yang ditingkatkan secara signifikan (dan sudah diuji dalam pengertian ini).

Beginilah cara kerja mesin udara panas - siklus fisik

Tapi bagaimana penemuan pendeta Skotlandia itu bekerja?

• Media kerja "udara" berada di sirkuit tertutup di mesin ini dan tidak dikonsumsi.
• Prinsipnya mirip dengan familiar Siklus Carnot dari fisika, di mana media kerja (ideal) dipanaskan dan didinginkan secara berkala, sehingga menggerakkan piston mesin panas.
• Dalam proses Stirling juga, silinder, di mana dua piston bergerak, selalu dua Penyimpanan panas (dengan suhu tinggi T1 dan suhu rendah T2) di kanan dan kiri Tautan. Kisaran suhu tinggi dipertahankan oleh sumber panas eksternal.
• Jika jumlah udara atau gas di dalam silinder pada T1 telah meningkatkan tekanan karena pemanasan yang intens, itu menggerakkan piston yang bekerja. Udara menjadi rileks dan mendingin.
• Piston kedua, juga disebut piston perpindahan, bekerja dengan waktu tunda (lebih tepatnya: pergeseran fasa 90 °) terhadap piston yang bekerja. Seperti namanya, ini berfungsi sebagai pemindah yang memungkinkan gas mengalir secara bergantian ke tangki penyimpanan panas dan dingin. Ini dipastikan oleh beberapa perforasi atau membran berpori.
• Selama operasi, tekanan, suhu, dan volume udara yang terperangkap di antara piston berubah secara siklis.
• Semua keadaan yang diasumsikan selama siklus dapat diklasifikasikan sebagai titik dalam apa yang disebut. Gambarkan diagram tekanan-volume. Seperti halnya proses Carnot, proses dalam diagram ini menggambarkan kurva tertutup yang dilalui berulang kali.
• Piston digerakkan oleh ekspansi udara hanya dalam satu bagian. Hanya di sini konversi energi yang diinginkan terjadi.