Wat is de Stirling -cyclus?

De Stirling-cyclus is een type regeneratieve thermodynamische cyclus die in staat is om een zelfstandige werkvloeistof en een interne warmtewisselingscomponent te gebruiken, om warmte om te zetten in mechanische beweging of de andere manier.Dat maakt de Stirling -cyclus nuttig in motoren, warmtepompen, koeling en tal van andere toepassingen.Een aantal verschillende motorontwerpen maken gebruik van de Stirling -cyclus, waarvan de meeste een of twee cilinders bevatten.Ongeacht het specifieke ontwerp, gaat een motor die deze cyclus gebruikt, door de vier stappen van compressie, de toevoeging van warmte, expansie en het verwijderen van warmte.

Er zijn een aantal verschillende externe verbrandingsmotoren, die elk een ander type thermodynamische cyclus gebruiken.Stoommotoren werken onder de principes van de Rankine -cyclus, die een werkvloeistof, zoals water, gebruikt in zowel vloeibare als gasvormige toestanden.Extra vloeistoffen moeten van tijd tot tijd worden toegevoegd, waardoor de efficiëntie van deze systemen wordt verminderd.De Stirling -cyclus, die oorspronkelijk in 1816 werd uitgevonden als een rivaal voor de Rankine -cyclus, maakt gebruik van een werkvloeistof die in het systeem wordt verzegeld.In de meeste gevallen is de werkende vloeistof die in Stirling -motoren wordt gebruikt, lucht.

Het basisidee achter de Stirling -cyclus draait om de verwarming en daaropvolgende koeling, van een enkel volume werkvloeistof.Dat veroorzaakt de thermische expansie en samentrekking van de vloeistof, die kan worden gebruikt om mechanisch werk uit te voeren.In de meeste gevallen wordt dat bereikt door zuigers aan een vliegwiel te bevestigen.Naarmate de vloeistof binnen het systeem uitbreidt en contracteert, worden de zuigers omhoog en omlaag gereden, waardoor het vliegwiel draait.De Stirling -cyclus wordt een regeneratieve cyclus genoemd vanwege het feit dat de vloeistof zelfstandig is en hetzelfde volume vloeistof wordt gebruikt in zowel de compressiekamer als de expansiekamer.

Gebruik van de Stirling -cyclus is niet beperkt tot motoren, omdat het proces ook omkeerbaar is.Dat betekent dat het mogelijk is voor een apparaat dat deze cyclus gebruikt om als een warmtepomp te werken als mechanisch vermogen wordt geleverd.In dit geval wordt extern mechanisch vermogen gebruikt om de zuigers aan te drijven, die de werkvloeistof tussen de expansiekamer en de compressiekamer pompen.Afhankelijk van de manier waarop een apparaat is ingesteld, kan deze omkering van de cyclus worden gebruikt in een warmtepomp, koelapparaat of een andere toepassing die de overdracht van warmte -energie vereist.