Gama Tipi Serbest Pistonlu Bir Stirling Motorunun Dinamik Ve Termodinamik Analizi
Gama Tipi Serbest Pistonlu Bir Stirling Motorunun Dinamik Ve Termodinamik Analizi
Yazar: Karabulut, Halit; Solmaz, Hamit; Okur, Melih; Şahin, Fatih
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 28 No. 2, 2014
Anahtar kelimeler: Gama tipi Stirling motoru, serbest pistonlu Stirling motoru, dinamik ve termodinamik analiz

Serbest pistonlu Stirling motorları, ısı enerjisini titreşim tarzında doğrusal bir harekete dönüştüren basit yapılı termodinamik sistemlerdir. Kinematik motorlardaki volanların yerini serbest pistonlu Stirling motorlarında mekanik yaylar ya da gazlı yaylandırıcılar almaktadır. Yer değiştirme pistonu ve güç pistonunun yaptığı titreşim hareketinin genliğini kontrol altında tutmak bu motorların önemli sorunlarından birisidir. Yapısı gereği serbest pistonlu Stirling motorlarının tasarımı dinamik ve termodinamik analizlerin birlikte yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Motorun dinamik parçalarının kütleleri, sistemde kullanılan yayların yay sabitleri, sürtünmeler, iş transferinden kaynaklanan kuvvetler ile güç pistonu ve yer değiştirme pistonuna etkiyen gaz kuvvetlerini ihtiva eden kapsamlı bir dinamik-termodinamik analiz ile motorun tasarımı yapılmakta ve performans değerleribelirlenmektedir. Bu çalışmada 700 K sıcak kaynak ve 350 K soğuk kaynak sıcaklığı arasında çalışan, silindirleri soğuk uçtan birleştirmeli, gama tipi, serbest pistonlu bir Stirling motorunun dinamik ve termodinamik analizi yapılmıştır. Motor gücünün; sıcak kaynak sıcaklığına, güç pistonu ile yer değiştirme pistonu yaylarının sabitlerine, yer değiştirme pistonunun kuyruk çapına, çalışma hacmindeki gaz kütlesine ve iş transferinin yarattığı sönümleme sabitine göre değişimleri incelenerek motorun çalışma limitleri belirlenmiştir.

Serbest pistonlu Stirling motorları, ısı enerjisini titreşim tarzında doğrusal bir harekete dönüştüren basit yapılı termodinamik sistemlerdir. Kinematik motorlardaki volanların yerini serbest pistonlu Stirling motorlarında mekanik yaylar ya da gazlı yaylandırıcılar almaktadır. Yer değiştirme pistonu ve güç pistonunun yaptığı titreşim hareketinin genliğini kontrol altında tutmak bu motorların önemli sorunlarından birisidir. Yapısı gereği serbest pistonlu Stirling motorlarının tasarımı dinamik ve termodinamik analizlerin birlikte yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Motorun dinamik parçalarının kütleleri, sistemde kullanılan yayların yay sabitleri, sürtünmeler, iş transferinden kaynaklanan kuvvetler ile güç pistonu ve yer değiştirme pistonuna etkiyen gaz kuvvetlerini ihtiva eden kapsamlı bir dinamik-termodinamik analiz ile motorun tasarımı yapılmakta ve performans değerleribelirlenmektedir. Bu çalışmada 700 K sıcak kaynak ve 350 K soğuk kaynak sıcaklığı arasında çalışan, silindirleri soğuk uçtan birleştirmeli, gama tipi, serbest pistonlu bir Stirling motorunun dinamik ve termodinamik analizi yapılmıştır. Motor gücünün; sıcak kaynak sıcaklığına, güç pistonu ile yer değiştirme pistonu yaylarının sabitlerine, yer değiştirme pistonunun kuyruk çapına, çalışma hacmindeki gaz kütlesine ve iş transferinin yarattığı sönümleme sabitine göre değişimleri incelenerek motorun çalışma limitleri belirlenmiştir.