Was ist der Stirling -Zyklus?

Der Stirling-Zyklus ist eine Art regenerativer thermodynamischer Zyklus, der in der Lage ist, eine in sich geschlossene Arbeitsflüssigkeit und eine interne Wärmetauschkomponente zu verwenden, um entweder Wärme in mechanische Bewegung oder umgekehrt umzuwandeln.Das macht den Stirling -Zyklus in Motoren, Wärmepumpen, Kühlung und zahlreichen anderen Anwendungen nützlich.Eine Reihe verschiedener Motorkonstruktionen verwenden den Stirling -Zyklus, von denen die meisten entweder ein oder zwei Zylinder enthalten.Unabhängig von der spezifischen Konstruktion führt ein Motor, der diesen Zyklus verwendet, die vier Komprimierungsschritte, die Zugabe von Wärme, Expansion und die Entfernung von Wärme.

Es gibt eine Reihe verschiedener externer Verbrennungsmotoren, von denen jeder einen anderen Typ des thermodynamischen Zyklus verwendet.Dampfmaschinen arbeiten nach den Prinzipien des Rankine -Zyklus, der sowohl in flüssigen als auch in gasförmigen Zuständen ein Arbeitsfluid wie Wasser verwendet.Von Zeit zu Zeit müssen zusätzliche Flüssigkeiten hinzugefügt werden, was die Effizienz dieser Systeme verringert.Der Stirling -Zyklus, der ursprünglich 1816 als Rivale für den Rankine -Zyklus erfunden wurde, verwendet eine Arbeitsflüssigkeit, die innerhalb des Systems versiegelt ist.In den meisten Fällen ist die in Stirling -Motoren verwendete Arbeitsflüssigkeit Luft.

Die Grundidee hinter dem Stirling -Zyklus dreht sich um die Erwärmung und die anschließende Abkühlung eines einzelnen Volumens der Arbeitsfluid.Das verursacht die thermische Expansion und Kontraktion der Flüssigkeit, die zur Durchführung mechanischer Arbeit verwendet werden kann.In den meisten Fällen wird dies erreicht, indem Kolben an einem Schwungrad angebracht werden.Wenn sich die Flüssigkeit innerhalb des Systems erweitert und sich zusammenzieht, werden die Kolben auf und ab getrieben, wodurch sich das Schwungrad dreht.Der Stirling -Zyklus wird aufgrund der Tatsache, dass die Flüssigkeit selbst enthalten ist, als regenerativen Zyklus bezeichnet, und das gleiche Volumen an Flüssigkeit wird sowohl in der Kompressionskammer als auch in der Expansionskammer verwendet.

Die Verwendung des Strippzyklus ist nicht auf Motoren beschränktDa der Prozess auch reversibel ist.Das bedeutet, dass ein Gerät, das diesen Zyklus verwendet, als Wärmepumpe verwendet werden, wenn mechanische Leistung geliefert wird.In diesem Fall wird externe mechanische Leistung verwendet, um die Kolben zu fahren, die das Arbeitsfluid zwischen der Expansionskammer und der Kompressionskammer pumpen.Abhängig von der Art und Weise, wie ein Gerät eingerichtet ist, kann diese Umkehrung des Zyklus in einer Wärmepumpe, einem Kühlgerät oder einer anderen Anwendung verwendet werden, die die Übertragung von Wärmeenergie erfordert.