스털링 사이클이란?

스털링 사이클은 자체 포함 된 작동 유체와 내부 열 교환 구성 요소를 사용하여 열을 기계적 동작으로 변환하거나 다른 방향으로 변환 할 수있는 재생 열역학 사이클 유형입니다. 따라서 스털링 사이클은 엔진, 히트 펌프, 냉동 및 기타 여러 응용 분야에서 유용합니다. 다양한 엔진 설계에서 스털링 사이클을 사용하며 대부분 스털링 사이클을 사용합니다. 특정 설계에 관계없이이 사이클을 사용하는 엔진은 압축 추가, 열 추가, 팽창 및 열 제거의 4 단계를 거칩니다.

여러 가지 다른 외부 연소 엔진이 있으며 각 엔진마다 다른 유형의 열역학적 사이클을 사용합니다. 증기 엔진은 액체와 기체 상태 모두에서 물과 같은 작동 유체를 사용하는 랭킨 사이클의 원리에 따라 작동합니다. 때때로 추가 유체를 추가해야하므로 이러한 시스템의 효율성이 떨어집니다. 1816 년에 랭킨 사이클의 라이벌로 개발 된 스털링 사이클은 시스템 내에 밀봉 된 작동 유체를 사용합니다. 대부분의 경우 스털링 엔진에 사용되는 작동 유체는 공기입니다.

스털링 사이클의 기본 개념은 단일 체적의 작동 유체의 가열 및 후속 냉각을 중심으로 이루어집니다. 이로 인해 유체의 열 팽창 및 수축이 발생하여 기계적 작업을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 대부분의 경우 피스톤을 플라이휠에 부착하면됩니다. 시스템 내의 유체가 팽창 및 수축함에 따라 피스톤이 위아래로 구동되어 플라이휠이 회전합니다. 스털링 사이클은 유체가 자체적으로 함유되어 압축 챔버와 팽창 챔버 모두에 동일한 부피의 유체가 사용된다는 사실 때문에 재생 사이클로 지칭된다.

스털링 사이클의 사용은 프로세스가 가역적이므로 엔진으로 제한되지 않습니다. 이는 기계식 전원이 공급되는 경우이 사이클을 사용하는 장치가 열 펌프 역할을 할 수 있음을 의미합니다. 이 경우 외부 기계 동력이 피스톤을 구동하는 데 사용되며 팽창 챔버와 압축 챔버 사이에서 작동 유체를 펌핑합니다. 장치 설정 방식에 따라이 사이클 반전은 열 펌프, 냉장 장치 또는 열 에너지 전달이 필요한 다른 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.