Hvad er Stirling -cyklussen?

Stirling-cyklus er en type regenerativ termodynamisk cyklus, der er i stand til at bruge en selvstændig arbejdsvæske og en intern varmeudvekslingskomponent til enten at konvertere varme til mekanisk bevægelse eller omvendt.Det gør Stirling -cyklus nyttigt i motorer, varmepumper, køling og adskillige andre applikationer.En række forskellige motordesign bruger Stirling -cyklus, hvoraf de fleste indeholder enten en eller to cylindre.Uanset det specifikke design går en motor, der bruger denne cyklus, gennem de fire trin til komprimering, tilsætning af varme, ekspansion og fjernelse af varme.

Der er en række forskellige eksterne forbrændingsmotorer, som hver bruger en anden type termodynamisk cyklus.Dampmotorer arbejder under principperne i Rankine -cyklussen, der bruger en arbejdsvæske, såsom vand, i både flydende og gasformige tilstande.Yderligere væsker skal tilsættes fra tid til anden, hvilket reducerer effektiviteten af disse systemer.Stirling -cyklus, som oprindeligt blev opfundet i 1816 som en rival for Rankine -cyklus, bruger en arbejdsvæske, der er forseglet i systemet.I de fleste tilfælde er den arbejdsvæske, der bruges i Stirling -motorer, luft.

Den grundlæggende idé bag Stirling -cyklus drejer sig om opvarmningen og efterfølgende afkøling af et enkelt volumen af arbejdsvæske.Det forårsager den termiske ekspansion og sammentrækning af væsken, som kan bruges til at udføre mekanisk arbejde.I de fleste tilfælde opnås det ved at fastgøre stempler til et svinghjul.Når væsken inden for systemet udvides og sammentrækkes, drives stemplerne op og ned, hvilket får svinghjulet til at dreje.Stirling -cyklus omtales som en regenerativ cyklus på grund af det faktum, at væsken er selvstændig, og det samme volumen af væske bruges i både komprimeringskammeret og ekspansionskammeret.

Brug af Stirling -cyklus er ikke begrænset til motorer, da processen også er reversibel.Det betyder, at det er muligt for en enhed, der bruger denne cyklus til at fungere som en varmepumpe, hvis mekanisk effekt leveres.I dette tilfælde bruges ekstern mekanisk kraft til at drive stemplerne, der pumper arbejdsvæsken mellem ekspansionskammeret og komprimeringskammeret.Afhængig af den måde, en enhed er indstillet på, kan denne reversering af cyklussen bruges i en varmepumpe, kølingsenhed eller enhver anden anvendelse, der kræver overførsel af varmeenergi.