Co je to cyklus Stirling?

Stirlingový cyklus je typ regenerativního termodynamického cyklu, který je schopen použít samostatnou pracovní tekutinu a vnitřní komponentu pro výměnu tepla, buď převést teplo na mechanický pohyb, nebo naopak.Díky tomu je cyklus stirlingu užitečným v motorech, tepelných čerpadlech, chlazením a mnoha dalších aplikacích.Řada různých návrhů motorů využívá cyklus stirlingu, z nichž většina obsahuje jeden nebo dva válce.Bez ohledu na konkrétní design prochází motor, který používá tento cyklus, čtyřmi kroky komprese, přidáním tepla, expanze a odstranění tepla.

Existuje řada různých externích spalovacích motorů, z nichž každý používá jiný typ termodynamického cyklu.Parní motory pracují pod principy Rankinova cyklu, který používá pracovní tekutinu, jako je voda, v kapalinách i plynných stavech.Čas od času musí být přidány další tekutiny, což snižuje účinnost těchto systémů.Stirlingový cyklus, který byl původně vynalezen v roce 1816 jako soupeř pro cyklus Rankine, využívá pracovní tekutinu, která je v systému utěsněna.Ve většině případů je pracovní tekutina používaná ve Stirlingových motorech vzduch.To způsobuje tepelnou roztažku a kontrakci tekutiny, kterou lze použít k provádění mechanické práce.Ve většině případů je toho dosaženo připojením pístů k setrvačníku.Jak se tekutina v systému rozšiřuje a kontrastuje, písty jsou poháněny nahoru a dolů, což způsobuje otočení setrvačníku.Stirlingový cyklus je označován jako regenerační cyklus kvůli skutečnosti, že tekutina je samostatně obsažena a stejný objem tekutiny se používá jak v kompresní komoře, tak v expanzní komoře.

Použití cyklu Stirling se neomezuje pouze na motory, protože proces je také reverzibilní.To znamená, že je možné, aby zařízení, které tento cyklus používá jako tepelné čerpadlo, pokud je dodáván mechanický výkon.V tomto případě se k pohonu pístů používá vnější mechanická síla, která pumpuje pracovní tekutinu mezi expanzní komorou a kompresní komorou.V závislosti na způsobu nastavení zařízení lze tento obrácení cyklu použít v tepelném čerpadlu, chladicím zařízení nebo jakékoli jiné aplikaci, která vyžaduje přenos tepelné energie.