Stirling mühərriki nədir? Stirling mühərriki necə işləyir? Stirling mühərriki necə kəşf edildi? Hansı sahələrdə istifadə olunur? İstilik enerjisi hərəkət enerjisinə necə çevrilir? Stirling mühərrikləri haqqında təfərrüatlar məqaləmizdə var.

Stirling Engine nədir?

Stirling mühərriki qapalı kameranın xarici qızdırılması nəticəsində yaranan enerjini mexaniki enerjiyə çevirən maşındır. İsti hava mühərriki kimi də tanınır. Qızdırılan havanın genişlənməsi və sıxılması ilə mühərrik hərəkətə başlayır. O, 1816-cı ildə Şotlandiya keşişi, hörmətli Robert Stirling tərəfindən icad edilmişdir. Mühərriki onun qardaşı Ceyms Stirlinq hazırlayıb. İxtiraçıların dövründə buxarla işləyən maşınlar istifadə olunurdu və onlar kifayət qədər təhlükəli idi. Daha etibarlı alternativ tapmaq üçün yola çıxdılar. İstədikləri istilik enerjisini birbaşa hərəkət enerjisinə çevirmək idi.

Stirling Mühərrikində nə var?

Güc pistonu (yer dəyişdirici): Qapalı kamerada qazın hərəkətinə xidmət edir. Ümumiyyətlə beta və alfa tipli mühərriklərdə istifadə olunur.
piston: Mühərrikdəki silindrlərdə hərəkət edərək istilik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirməyə kömək edir.
Volan: Bu, pistonların bağlandığı quruluşdur. Bu strukturun vəzifəsi yaranan mexaniki enerjini hərəkət edən hissələrə ötürməkdir.
Soyuducu: Qapalı kamerada qazın soyumasına kömək edir. Mühərrikin daha uzun müddət istifadəsinə kömək edir.
Qızdırıcı: Bu, mühərrikin ən vacib hissəsidir. İstilik enerjisini hərəkət enerjisinə çevirmək üçün qapalı kamerada qazı qızdırmaq üçün istifadə olunur.

Bundan əlavə, bəzi mühərrik tiplərində bunlardan başqa fərqli komponentlərdə istifadə edilə bilər. Bu, tamamilə tərtibatçıların ixtiyarındadır.

Stirling mühərrikinin iş prinsipi

Stirling mühərriki izolyasiya edilmiş iş qazının (adətən hava və ya helium, hidrogen kimi qazların) təkrar qızdırılması və soyudulması ilə işləyir.

Qaz qaz qanunları ilə müəyyən edilmiş davranışı nümayiş etdirir (təzyiq, temperatur və həcmə görə). Qaz qızdırıldıqda, izolyasiya edilmiş bir məkanda olduğu üçün onun təzyiqi yüksəlir və güc pistonuna təsir edərək güc vuruşu yaradır. Qaz soyuduqda təzyiq aşağı düşür və nəticədə piston qazı yenidən sıxmaq üçün geri dönmə vuruşunda görülən işin bir hissəsini istifadə edir. Nəticədə meydana gələn xalis iş mili üzərində güc yaradır. İşçi qaz vaxtaşırı isti və soyuq istilik dəyişdiriciləri arasında axır. İşçi qaz piston silindrlərinin içərisində möhürlənmişdir. Beləliklə, burada işlənmiş qaz yoxdur. Digər növ pistonlu mühərriklərdən fərqli olaraq, klapanlara ehtiyac yoxdur.

Bəzi Stirling mühərrikləri işləyən qazı soyuq və isti çənlər arasında irəli-geri hərəkət etdirmək üçün splitter pistonundan istifadə edir. Çoxlu silindrlərin güc pistonlarının bir-birinə bağlanması sayəsində iş qazı silindrləri müxtəlif temperaturlarda saxlayaraq hərəkət edir.

Əsl Stirling mühərriklərində çənlərin arasına regenerator qoyulur. Qaz dövranı isti və soyuq tərəf arasında baş verdiyi üçün bu istilik regeneratordan ötürülür. Bəzi dizaynlarda ayırıcı piston regeneratorun özüdür. Bu regenerator Stirling dövrünün səmərəliliyinə töhfə verir. Burada regenerator olaraq bəhs edilən quruluş əslində içindən bir qədər havanın keçməsinə mane olmayacaq möhkəm bir quruluşdur. Məsələn, bu iş üçün polad toplar istifadə edilə bilər. Hava soyuq otaq və isti otaq arasında hərəkət edərkən, bu regeneratordan keçir. İsti hava soyuq hissəyə çatmazdan əvvəl bu toplarda bir qədər istilik enerjisi buraxır. Soyuq hava isti tərəfə keçdikcə əvvəl ayrılan istilik enerjisi ilə bir az isinir. Yəni isti hissəyə girməzdən əvvəl havanı əvvəlcədən qızdıraraq, soyuq hissəyə girməzdən əvvəl isə əvvəlcədən soyutaraq mühərrikin səmərəliliyini artırır.

İdeal Stirling mühərrik dövrü, eyni giriş və çıxış temperaturları üçün Carnot istilik mühərriki ilə eyni nəzəri səmərəliliyə malikdir. Onun termodinamik səmərəliliyi buxar mühərriklərindən daha yüksəkdir. (və ya bəzi sadə daxili yanma və dizel mühərrikləri)

İstənilən istilik mənbəyi Stirling mühərrikini gücləndirə bilər. Xarici yanma mühərriki ifadəsindəki yanma tez-tez səhv başa düşülür. İstilik mənbəyi yanma nəticəsində yarana bilər, eyni zamanda günəş enerjisi, geotermal enerji və ya nüvə enerjisi ola bilər. Eynilə, temperatur fərqi yaratmaq üçün istifadə edilən soyuq mənbə ətraf mühitin temperaturundan aşağı olan müxtəlif materiallar ola bilər. Soyutma soyuq su və ya soyuducu istifadə etməklə əldə edilə bilər. Lakin soyuq mənbədən alınacaq temperatur fərqi az olacağı üçün daha böyük kütlələrlə işləməyi tələb edəcək və nasosda baş verəcək güc itkisi dövrənin səmərəliliyini aşağı salacaq.Yanma məhsulları təmasda olmur. mühərrikin daxili hissələri ilə. Stirling mühərrikində sürtkü yağının ömrü daxili yanma mühərriklərinə nisbətən daha uzundur.

Stirling mühərrik növləri

Stirling mühərriklərinin 3 əsas növü var. Digər mühərrik növləri 3 mühərrikin təkmilləşdirilmiş versiyalarıdır.

Alfa tipli stirling mühərriki:

O, iki porşen, volan, pistonlu qapalı qaz kamerası, istilik dəyişdiriciləri, istilik generatoru və volandan ibarətdir. Üstdə yerləşdirilən porşen sahəsini istilik mənbəyi ilə qızdıraraq içindəki qazı aktivləşdirmək məqsədi daşıyır. Qızdırılan qaz pistonu irəli-geri itələməyə başlayır, digər birləşdirilmiş piston hərəkət etməyə başlayır, beləliklə, isti və soyuq qaz kamerada yerdəyişir. Yaranan enerji bu iki pistonun birləşdirildiyi volan vasitəsilə ötürülür.

Beta tipli stirling mühərriki:

Eyni valda 2 porşen var. Bu iki piston bir-birinə bağlıdır. Pistonu altındakı kameranı qızdırmaqla, qapalı kameradakı qaz qızdırılır və işə salınır. Beləliklə, piston yuxarıya doğru hərəkət etməyə başlayır. Digər birləşdirilmiş piston da soyuq qazın kamerada hərəkət etməsinə kömək edir. Pistonların bağlandığı volan yaranan enerjini ötürür.

Qamma tipli stirling mühərriki:

İki ayrı piston var. Daha böyük porşenli kamera qızdırılır və içindəki qaz işə salınır. Bu şəkildə volan ilə bir-birinə bağlanan pistonlar hərəkət etməyə başlayır.

Stirling mühərriklərinin üstünlükləri

İstilik xaricdən tətbiq olunduğu üçün yanacaq və hava qarışığını dəqiq idarə edə bilirik.
İstiliyi təmin etmək üçün davamlı istilik mənbəyi istifadə edildiyi üçün yanmamış yanacağın miqdarı çox azdır.
Bu tip mühərrik güc səviyyəsində mühərrik növlərinə nisbətən daha az texniki xidmət və yağlama tələb edir.
Onlar daxili yanma mühərrikləri ilə müqayisədə struktur baxımından olduqca sadədirlər.
Onlar hətta aşağı təzyiqdə də işləyə bilirlər, buxar qaynaqlı maşınlardan daha təhlükəsizdirlər.
Aşağı təzyiq daha yüngül və daha davamlı silindrlərin istifadəsinə imkan verir.

Stirling mühərriklərinin çatışmazlıqları

Mühərrikin ilk işə salınmasında lazımi istilik tələb olunduğundan yanacaq qənaəti baxımından qiymət yüksəkdir.
Onun gücünü başqa səviyyəyə çatdırmaq kifayət qədər çətindir.
Bəzi stirling mühərrikləri tez başlaya bilmir. Onlara kifayət qədər istilik lazımdır.
Ümumiyyətlə, hidrogen qazı qapalı kamerada istifadə olunur. Lakin bu qazın molekulları kifayət qədər kiçik olduqda, onu kamerada saxlamaq çətindir. Ona görə də biz əlavə xərclərlə üzləşirik.
Soyuducu hissə kifayət qədər istiliyi qəbul etməlidir. Çox istilik itkisi varsa, mühərrikin səmərəliliyi azalacaq.

Stirling Engines Tətbiq Sahələri

Stirling mühərrikləri aşağı güclü aviasiya mühərriklərində, dəniz mühərriklərində, istilik nasoslarında, kombinə edilmiş istilik və enerji sistemlərində istifadə olunur. Bu gün daha çox günəş panelləri sahələrində elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə olunur.

Stirling Engine nədir? Stirling mühərriki necə işləyir?