Vad är Stirling -cykeln?

Stirlingcykeln är en typ av regenerativ termodynamisk cykel som kan använda en fristående arbetsvätska och en intern värmeväxlingskomponent för att antingen omvandla värme till mekanisk rörelse eller tvärtom.Det gör Stirling -cykeln användbar i motorer, värmepumpar, kylning och många andra applikationer.Ett antal olika motorkonstruktioner använder sig av Stirling -cykeln, varav de flesta innehåller antingen en eller två cylindrar.Oavsett den specifika designen går en motor som använder denna cykel genom de fyra kompressionsstegen, tillsatsen av värme, expansion och avlägsnande av värme.

Det finns ett antal olika externa förbränningsmotorer, som var och en använder en annan typ av termodynamisk cykel.Ångmotorer arbetar under principerna för Rankine -cykeln, som använder en arbetsvätska, såsom vatten, i både flytande och gasformiga tillstånd.Ytterligare vätskor måste tillsättas då och då, vilket minskar effektiviteten i dessa system.Stirlingcykeln, som ursprungligen uppfanns 1816 som en rival för Rankine -cykeln, använder sig av en arbetsvätska som är förseglad i systemet.I de flesta fall är arbetsvätskan som används i Stirling -motorer luft.

Den grundläggande idén bakom Stirling -cykeln kretsar kring uppvärmningen och efterföljande kylning av en enda volym arbetsvätska.Det orsakar den termiska expansionen och sammandragningen av vätskan, som kan användas för att utföra mekaniskt arbete.I de flesta fall åstadkommes det genom att fästa kolvar i ett svänghjul.När vätskan i systemet expanderar och kontrakt drivs kolvarna upp och ner, vilket får svänghjulet att svänga.Stirlingcykeln kallas en regenerativ cykel på grund av att vätskan är fristående, och samma volym vätska används i både kompressionskammaren och expansionskammaren.

Användning av Stirling -cykeln är inte begränsad till motorer, eftersom processen också är reversibel.Det betyder att det är möjligt för en enhet som använder denna cykel för att fungera som en värmepump om mekanisk effekt levereras.I detta fall används extern mekanisk kraft för att driva kolvarna, som pumpar arbetsvätskan mellan expansionskammaren och kompressionskammaren.Beroende på hur en enhet ställs in kan denna reversering av cykeln användas i en värmepump, kylanordning eller någon annan applikation som kräver överföring av värmeenergi.