Stirling Motoru Nedir? Nasıl Çalışır?

Stirling Motoru ve Çalışma Prensibi

Robert Stirling 1816 yılında dışarıdan ısı vermeli ilk sıcak hava motorunu tasarlamış ve imal etmiştir. En önemli özelliklerinden birisi rejeneratör kullanımı olan bu motorun teorik çevrimi iki sabit hacimden ve iki sabit sıcaklık işleminden oluşmaktadır. 19.yy’ın sonlarına kadar bir çok çeşidi mekanik güç amaçlı kullanılsa da 20.yy’ın başlarında petrolün ve içten yanmalı motorların kullanımındaki gelişmeler ile eski önemini yitirmeye başlamıştır.

Sonrasında 20.yy’ın ikinci yarısında ortaya çıkan petrol krizi sebebiyle yeniden ele alınan stirling motorlarda bu dönemde büyük bir gelişme sağlanmıştır. Tam kapalı tip stirling motorlar sayesinde farklı gazlarla (özellikle ısı depolama kapasitesi daha yüksek olan He ve H) çalışma imkanı ortaya çıkmış, ayrıca motor yüksek basınçlı çalışma gazları ile doldurularak küçük hacimli motorlardan yüksek güç elde edilmiştir. Bugün NASA başta olmak üzere Ford, MAN, United Stirling ve Philips gibi firmalarda bu konudaki çalışmalar halen devam etmektedir.

stirling-motor

Stirling Motoru Nasıl Çalışır?

Gaz kanunlarına göre ısıtılan havanın hacmi büyür, soğutulan havanınsa hacmi azalır. Bu tip motorlar yalıtılmış olarak bir miktar çalışma gazının ısıtma ve soğutma işlemini gerçekleştirmesiyle çalışır. Gaz ısıtıldığında basıncı yükselir ve güç strokunu harekete geçirir. Gaz soğutulduğunda piston basınç düşer, bunun sonucunda pistonun dönüş strokunda gazı yeniden sıkıştırmak için oluşan işin bir kısmını oluşturur. Ortaya çıkan iş mil üzerinde bir güç oluşturur. Çalışma gazı sıcak ve soğuk ısı eşanjörleri arasında gidip gelir. Çalışma gazı yalıtılmış bir ortamda bulunduğundan ötürü burada egzoz gazı bulunmaz.

calisma2

Bazı stirling motorlarda çalışma gazını sıcak ve soğuk kısımlarda ileri ve geri hareket ettirmek için ek bir piston daha kullanılır. Çoklu silindirlerin güç pistonlarının birbirine bağlı olması sayesinde silindirlerin farklı sıcaklıklarda tutulmasıyla çalışma gazı hareket eder.

indir

Avantajları

Motorun diğer motor tiplerine göre daha basit yapıda olması ve valf ihtiyacını duymaması

Düşük basınçlarda işletilebilmesi

Çevreye daha az zararlı ve verimlidir.

Isı dış kaynaklıdır ve ısı sağlam için devamlı bir yanma işlemi gerekir. Bu da yanmamış yakıt oranını büyük ölçüde düşürür.

Dezavantajları

Özellikle küçük ısı farklı ile çalışanları ısı eşanjörü nedeniyle gücün çoğunu kaybederler.

Güç çıkışı sabittir ve bir seviyeden diğerine geçilmesi hızlı olmaz.

Motor çabuk olarak devreye giremez sıcaklığın iyice yükselmesi gerekir.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir