Vad Är Stirling Cycle?

April 16

Stirlingcykeln är en typ av regenerativ termodynamisk cykel som är kapabel att använda en fristående arbetsfluid, och en inre värmeväxlingskomponent, antingen omvandla värme till mekanisk rörelse eller tvärtom. Det gör Stirling cykeln användbart i motorer, värmepumpar, kyl-, och många andra applikationer. Ett antal olika motorkonstruktioner göra användning av Stirlingcykel, av vilka de flesta innehåller antingen en eller två cylindrar. Oavsett den specifika utformningen, en motor som använder denna cykel går igenom de fyra stegen i kompression, tillsats av värme, utvidgning och avlägsnandet av värme.

Det finns ett antal olika externa förbränningsmotorer, vilka var och en använder en annan typ av termodynamisk cykel. Ångmaskiner arbetar under principerna i Rankine cykeln, som använder en arbetsvätska, såsom vatten, i både flytande och gasformiga tillstånd. Ytterligare vätskor måste läggas från tid till annan, vilket minskar effektiviteten i dessa system. Stirling-cykel, som ursprungligen uppfanns 1816 som en konkurrent om Rankine-cykeln, gör användning av en arbetsfluid som är förseglad inom systemet. I de flesta fall, den arbetsfluid som används i Stirlingmotorer är luft.

Den grundläggande idén bakom Stirling cykeln kretsar kring uppvärmning och efterföljande kylning, av en enda volym arbetsmedium. Som orsakar termisk expansion och kontraktion av vätskan, som kan användas för att utföra mekaniskt arbete. I de flesta fall är den som åstadkommes genom att fästa kolvar med ett svänghjul. När fluiden i systemet expanderar och drar är kolvarna drives uppåt och nedåt, vilket bringar svänghjulet att vridas. Stirlingcykeln hänvisas till som en regenerativ cykel beroende på det faktum att fluiden är fristående, och samma volym av fluid som används i både kompressionskammaren och expansionskammaren.

Användning av Stirlingcykel är inte begränsad till motorer, eftersom processen är också reversibel. Det innebär att det är möjligt för en enhet som använder denna cykel för att verka som en värmepump om mekanisk energi tillförs. I detta fall är den externa mekaniska kraft som används för att driva kolvarna, som pumpar arbetsfluid mellan expansionskammaren och kompressionskammaren. Beroende på hur en enhet är inställd, kan denna omsvängning av cykeln användas i en värmepump, kylanordning, eller något annat program som kräver överföring av värmeenergi.