Stirling motoru nasıl çalışır?

Robert Stirling - buluşunun tarihi

• 1816'da İskoç din adamı Robert Stirling, aralıklı bir termal motor icat etti.
• Bu erken yanmalı motorla ilgili ilginç olan şey, çalışma ortamı yani bir gazdır. Bunun için önce hava kullanıldı, daha sonra hidrojen veya helyum da kullanıldı.
• Bu tahrikin arkasındaki ilkenin anlaşılması kolaydır: Çalışma ortamı olarak gaz dönüşümlü olarak kuvvetli bir şekilde ısıtılır ve soğutulur ve böylece iki pistonu ileri geri iter. Fiziksel bir bakış açısından, termal enerji mekanik enerjiye dönüştürülür. enerji (piston) dönüştürülür.
• Mucidinin onuruna, bu tip tahrike, sıcak hava motoru olarak da adlandırılan işlevsel prensibini takiben Stirling motoru denir.

Stirling motoru - fikir ancak şimdi tutunuyor

• Motor için gereken ısı dışarıda üretilir ve prensip olarak akla gelebilecek her türlü yakıta izin verir.


Adyabatik sıkıştırma - fizikten bir açıklama

Çoğu insan hala sıkıştırmaya, diğer bir deyişle "sıkmaya" aşinadır. Fakat …

• Bununla birlikte, Stirling motoru güvenilir bir şekilde çalışmasına rağmen, zamanında buhar motoruna ve daha sonraki içten yanmalı motora karşı değil, düşük verimlilik (o zaman sadece% 3) ile itmek.
• Ancak, fikir birkaç yıldır yeniden tartışılıyor. Motor için gereken ısı dışarıda üretilir ve prensip olarak akla gelebilecek her türlü yakıta izin verir. Sonuç olarak çevreye daha az zararlı yakıtlar ve alternatif enerjiler (güneş ısısı gibi) kullanılabilir. Dolayısıyla yakıtın mutlaka bir petrol ürünü olması gerekmez.
• Ve: Basit yapısı aynı zamanda Stirling motorunu az sayıda hammaddeye sahip gelişmekte olan ülkeler için ilgi çekici kılmaktadır. Bu nedenle sıcak hava motoru, önemli ölçüde geliştirilmiş verimlilikle (ve bu anlamda zaten test ediliyor) araç tahriki için de kullanılabilir.

Sıcak hava motoru böyle çalışır - fiziksel bir döngü

Ama İskoç papazın icadı nasıl çalışıyor?

• Bu motorda çalışma ortamı "hava" kapalı devrededir ve tüketilmez.
• İlke tanıdık olana benzer karnot döngüsü itibaren fizik(ideal) bir çalışma ortamının periyodik olarak ısıtıldığı ve soğutulduğu, böylece ısı motorunun pistonunu çalıştırdığı.
• Stirling işleminde de burada iki pistonun hareket ettiği silindir her zaman ikidir. Sağda ve solda ısı depolama (yüksek sıcaklık T1 ve düşük sıcaklık T2 ile) Bağlantı. Yüksek sıcaklık aralığı, harici bir ısı kaynağı tarafından korunur.
• T1'deki silindirdeki hava veya gaz miktarı yoğun ısınmadan dolayı basınç oluşturursa, çalışan pistonu hareket ettirir. Hava gevşer ve soğur.
• Yer değiştirme pistonu olarak da adlandırılan ikinci piston, çalışan pistona karşı bir zaman gecikmesiyle (daha doğrusu: 90 ° faz kayması) çalışır. Adından da anlaşılacağı gibi, gazın dönüşümlü olarak sıcak ve soğuk depolama tankına akmasını sağlayan bir yer değiştirici görevi görür. Bu, birkaç delik veya gözenekli bir zar ile sağlanır.
• Çalışma sırasında pistonlar arasında sıkışan havanın basıncı, sıcaklığı ve hacmi döngüsel olarak değişir.
• Bir döngü sırasında varsayılan tüm durumlar, sözde bir nokta olarak sınıflandırılabilir. Basınç-hacim diyagramını temsil eder. Carnot işleminde olduğu gibi, bu diyagramdaki işlem, içinden tekrar tekrar geçen kapalı bir eğriyi tanımlar.
• Piston, havanın genleşmesiyle sadece tek bir bölümde hareket eder. İstenen enerji dönüşümü ancak burada gerçekleşir.