Motor bakar stirling

Motor bakar stirling atau biasa juga disebut Mesin stirling (ditemukan oleh Robert Stirling) adalah salah satu mesin kalor dan didefinisikan sebagai mesin regenerasi udara panas siklus tertutup. Dalam konteks ini, siklus tertutup berarti bahwa fluida kerjanya secara permanen terkurung di dalam sistem, di mana mesin siklus terbuka seperti mesin pembakaran internal dan beberapa mesin uap, menukarkan fluida kerjanya dengan lingkungan sekitar sebagai bagiaan dari siklus kerja. Regenerasi berarti bahwa adanya penggunaan alat penukar panas internal, yang dapat meningkatkan efisiensi mesin. Banyak sekali kemungkinan dari penggunaan mesin stirling ini, dengan mayoritas masuk ke kategori mesin dengan piston tolak balik. Mesin stirling secara tradisional diklasifikasikan ke dalam mesin pembakaran eksternal, meskipun panas bisa didapatkan dari sumber selain pembakaran seperti tenaga matahari maupun nuklir. Mesin stirling beroperasi melalui penggunaan sumber panas eksternal dan heat sink eksternal, masing-masing dijaga agar memiliki perbedaan temperatur yang cukup besar.

Latar belakang 

Dalam usaha meningkatkan konversi yang bisa didapat dari perubahan energi panas ke kerja, mesin stirling memiliki potensi untuk mencapai efisiensi tertinggi dari semua mesin kalor, secara teori sampai efisiensi maksimal mesin Carnot, meskipun dalam praktiknya usaha ini terus dibatasi oleh berbagai sifat-sifat non-ideal dari baik itu fluida kerjanya maupun bahan dari mesin itu sendiri, seperti gesekan, konduktivitas termal, kekuatan tensile, creep, titik lebur, dll. Mesin ini dapat dioperasikan melalui berbagai sumber panas yang dapat mencukupi, seperti tenaga matahari, kimia maupun nuklir.

Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mesin Stirling memiliki potensi untuk lebih efisien, lebih tenang, dan lebih mudah perawatannya.

Belakangan ini, keuntungan mesin Stirling terus meningkat, hal ini dimungkinkan dengan adanya kenaikan harga energi, kelangkaan sumber energi, sampai kepedulian tentang masalah lingkungan seperti pemanasan global. Ketertarikan yang meningkat terhadap mesin Stirling ini berakibat dengan terus bertambahnya penelitian mengenai peralatan Stirling tersebut. Aplikasinya termasuk pemompaan air, astronautik, dan sebagai pembangkit listrik untuk sumber-sumber panas yang tidak sesuai dengan mesin pembakaran dalam seperti energi matahari.

Karakteristik mesin Stirling yang berguna lainnya adalah jika yang disuplai energi mekanik maka ia dapat beroperasi sebagai heat pump.

Sejarah 
Mesin Stirling ditemukan pertamakali oleh Robert Stirling dan dipatenkan oleh dia pada tahun 1816.

Jenis

Stirling alfa 
Berisi kekuatan dua piston dalam silinder yang terpisah, satu berada di bagian dingin dan satunya berada di bagian panas. Silinder panas terletak di dalam suhu tinggi penghantar panas (silinder yang dibakar) dan silinder dingin terletak di dalam displacer suhu rendah. Jenis mesin ini memiliki rasio power-to-volume tinggi, namun memiliki masalah teknis karena apabila suhu piston tinggi biasanya panas akan merambat ke pipa pemisah silinder. Dalam praktiknya, piston ini biasanya membawa isolasi yang cukup besar untuk bergerak  jauh dari zona panas dengan mengorbankan beberapa ruang mati tambahan.

Stirling beta 
Memiliki piston daya tunggal yang diatur dalam silinder yang sama pada poros yang sama sebagai displacer piston. Silinder piston displacer yang cukup longgar hanya berfungsi untuk antar jemput gas panas dari silinder panas ke silinder dingin. Ketika silinder dipanaskan, gas mendorong dan memberikan  piston kekuatan. Ketika piston terdorong ke dingin (titik bawah) silinder mendapat momentum dari mesin, dan ditingkatkan dengan roda gila. Tidak seperti jenis alfa, jenis beta tidak akan menyebabkan isolator (pipa pemisah jika dalam bentuk alfa) menjadi panas.

Stirling gamma 
Mesin stirling gamma hanyalah sebuah mesin stirling beta, di mana piston tenaga sudah terpasang di dalam silinder terpisah samping silinder piston displacer, tapi masih terhubung ke roda gila sama. Gas dalam dua silinder dapat mengalir bebas karena mereka berada dalam satu tubuh. Konfigurasi ini menghasilkan rasio kompresi lebih rendah, tetapi mekanis ini cukup sederhana dan sering digunakan didalam mesin stirling multisilinder.

Referensi 

 
 
 W.T. Beale (1971). "Stirling Cycle Type Thermal Device", US patent 3552120. Granted to Research Corp, 5 January 1971.
 G.M. Benson (1977). "Thermal Oscillators", US patent 4044558. Granted to New Process Ind, 30 August 1977 .
 
 
 
 
 E.H. Cooke-Yarborough (1970). "Heat Engines", US patent 3548589. Granted to Atomic Energy Authority UK, 22 December 1970.
 E.H. Cooke-Yarborough (1967). "A Proposal for a Heat-Powered Nonrotating Electrical Alternator", Harwell Memorandum AERE-M881.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 D. Postle (1873). "Producing Cold for Preserving Animal Food", British Patent 709, granted 26 February 1873.
 
 
 
 
 
 
 
 
 G. Walker (1971). "Lecture notes for Stirling engine seminar", University of Bath. Reprinted in 1978.
 C.D. West (1970). "Hydraulic Heat Engines", Harwell Momorandum AERE-R6522.
 
 

 R.C. Belaire (1977). "Device for decreasing the start-up time for stirling engines", US patent 4057962. Granted to Ford Motor Company, 15 November 1977.
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 I. Urieli (2008). Stirling Cycle Machine Analysis 2008 Winter Syllabus 
 Simple Performance Prediction Method for Stirling Engine
 Explanations stirling engine and demos
 Shockwave3D models: Beta Stirling and LTD

Teknik mesin
Termodinamika
Mesin piston
Mesin udara panas
Penemuan Skotlandia