SIKLUS STIRLING

Oleh Nurul Fadila Firdausi

A. Siklus StirlingB. RegenaratorC. ProsesD. Macam-macam Siklus StirlingE. Aplikasi pada sistem

selesai

A. Siklus StirlingSiklus ini bersifat reversibel, yang berarti sistem ini disertakan dengan tenaga mekanik, yang dapat berfungsi sebagai pompa panas untuk pemanasan atau pendinginan pendingin, dan bahkan untuk pendinginan kriogenik.

Siklus stirling dirancang dengan baik sehingga gas yang bekerja umumnya dikompresi dalam bagian yang lebih dingin dari mesin dan diperluas di bagian panas yang dihasilkan dalam konversi yang panas menjadi kerja. Sebuah penukar panas internal Regenerative meningkatkan efisiensi termal mesin Stirling sederhana dibandingkan dengan mesin udara panas.

Mesin stirling disederhanakan menggunakan dua silinder. Satu silinder dipanaskan oleh sumber panas eksternal (seperti api), dan yang lainnya adalah didinginkan oleh pendingin sumber eksternal (seperti es). Ruang gas dari dua silinder yang terhubung, dan piston saling terhubung satu sama lain oleh hubungan mekanis yang menentukan bagaimana mereka akan bergerak dalam hubungannya dengan satu sama lain.

Prinsip utama dari mesin Stirling adalah bahwa jumlah yang tetap dari gas didiamkan di dalam mesin. Siklus Stirling melibatkan serangkaian peristiwa yang mengubah tekanan gas di dalam mesin, menyebabkan ia untuk melakukan pekerjaan.

beberapa sifat gas yang sangat penting untuk pengoperasian mesin Stirling:

Memiliki jumlah gas yang tetap dalam volume tetapdiruang tersebut dan meningkatkan temperatur gas itu sehingga tekanan akan meningkat.

Memiliki jumlah gas yang tetap dan mengkompres (mengurangi volume ruang nya) sehingga suhu gas akan meningkatkan.

back

B. Regenerator

Regenerator adalah komponen yang diciptakan oleh Robert Stirling

Regenerator adalah sebuah penukar panas internal dan menyimpan panas sementara yang ditempatkan di antara ruang-ruang panas dan dingin sehingga fluida kerja melewati itu pertama dalam satu arah kemudian yang lain

Fungsinya adalah untuk mempertahankan dalam sistem yang panas yang seharusnya dapat dipertukarkan dengan lingkungan pada suhu menengah untuk suhu siklus maksimum dan minimum, sehingga memungkinkan efisiensi termal siklus untuk mendekati efisiensi Carnot back

C.Proses Siklus Stirling

1. Panas ditambahkan ke gas dalam silinder dipanaskan menyebabkan tekanan untuk membangun. Hal ini akan memaksa piston bergerak ke bawah. Ini adalah bagian dari siklus Stirling yang melakukan pekerjaan.

2. Piston bergerak naik meninggalkan sementara piston bergerak ke bawah kanan. Hal ini mendorong gas panas ke dalam silinder didinginkan, yang dengan cepat mendinginkan gas dengan suhu dari sumber pendinginan, menurunkan tekanannya. Hal ini membuat lebih mudah untuk kompres gas di bagian selanjutnya dari siklus.

3. Piston dalam silinder didinginkan mulai kompres gas. Panas yang dihasilkan oleh kompresi ini dilepaskan oleh sumber pendinginan.4. Piston bergerak naik yang tepat sementara piston kiri bergerak ke bawah. Hal ini akan memaksa gas ke dalam silinder dipanaskan, di mana ia cepat memanas, membangun tekanan, di mana titik siklus berulang.

Terdapat 2 macam siklus didalam siklus stirling

Siklus Stirling ideal Siklus Stirling adiabatik

back

Siklus Stirling ideal

2

14

3

v

p

1. Ekspansi isotermal. Perluasan ruang dipanaskan secara eksternal, dan gas mengalami near-isotermal ekspansi.2. Volume konstan (dikenal sebagai isovolumetric atau isochoric) heat-removal. Gas dilewatkan melalui regenerator, sehingga pendinginan gas, dan mentransfer panas ke regenerator untuk digunakan pada siklus berikutnya.3. Kompresi isotermal. Ruang kompresi Intercooler, sehingga gas mengalami kompresi near-isotermal.4. Volume konstan (dikenal sebagai isovolumetric atau isochoric) heat-addition. Udara menekan dan mengalir kembali melalui regenerator dan mengambil-up panas pada perjalanan ke ruang ekspansi dipanaskan.

back

Siklus Stirling adiabatik

Siklus Stirling adiabatik ini mirip dengan siklus Stirling ideal, namun empat proses termodinamis yang sedikit berbeda (lihat grafik atas):

     * 180 ° sampai 270 °, pseudo-isotermal Ekspansi. Perluasan ruang dipanaskan secara eksternal, dan gas mengalami dekat-isotermal ekspansi.     * 270 ° sampai 0 °, near-konstan-Volume (atau or near-isometrik atau isochoric) heat-removal. Gas dilewatkan melalui regenerator, sehingga pendinginan gas, dan mentransfer panas ke regenerator untuk digunakan pada siklus berikutnya.     * 0 ° sampai 90 °, pseudo-isotermal Kompresi. Ruang kompresi Intercooler, sehingga gas mengalami kompresi isotermal dekat.     * 90 ° sampai 180 °, near-konstan-Volume (near-isometrik atau isochoric) heat-addition. Udara tekan mengalir kembali melalui regenerator dan mengambil-up panas pada perjalanan ke ruang ekspansi dipanaskan.

back

d. Macam-macam Siklus Stirling

Ada dua jenis utama dari mesin Stirling yang dibedakan oleh cara mereka memindahkan udara antara sisi panas dan dingin dari silinder:    1. Dua piston desain alfa jenis memiliki piston dalam silinder independen, dan gas didorong antara ruang panas dan dingin.    2. Jenis perpindahan mesin Stirling, dikenal sebagai jenis beta dan gamma, menggunakan mekanik displacer terisolasi untuk mendorong gas kerja antara sisi panas dan dingin dari silinder. Displacer cukup besar untuk mengisolasi sisi panas dan dingin silinder termal dan untuk menggantikan sejumlah besar gas. Ini harus memiliki cukup celah antara displacer dan dinding silinder untuk membiarkan gas untuk aliran di sekitar displacer dengan mudah.

back

Alpha Stirling

• Sebagian besar gas bekerja dengan dinding silinder panas, dipanaskan dan ekspansi telah mendorong piston panas ke bawah dalam silinder. Ekspansi terus di silinder dingin, yang 90 ° belakang piston panas di siklus.

• Gas pada volume maksimal. Piston silinder panas mulai memindahkan sebagian besar gas ke dalam silinder dingin, di mana mendingin dan penurunan tekanan.

• Hampir semua gas dalam silinder dingin dan pendinginan berlanjut. Piston dingin, didukung oleh momentum roda (atau pasangan piston lain pada poros yang sama) kompres bagian yang tersisa dari gas.

• Gas mencapai volume minimum, dan sekarang akan memperluas dalam silinder panas di mana itu akan dipanaskan sekali lagi, mendorong piston panas pada stroke kekuatannya.

back

Beta Stirling

1. Power piston telah dikompresi gas, piston displacer telah bergerak sehingga sebagian besar gas berdekatan dengan penukar panas panas

2. Gas dipanaskan meningkatan tekanan dan mendorong kekuatan piston untuk batas terjauh .

3. Piston displacer sekarang bergerak, membawa gas ke ujung dingin dari silinder.

4. Gas didinginkan dikompresi oleh momentum roda. Hal ini membutuhkan energi lebih sedikit, karena ketika didinginkan membuat tekanannya menurun .

1 2

43

back

Gamma Stirling

Sebuah Stirling gamma adalah Stirling beta di mana piston daya terpasang di dalam silinder terpisah samping silinder piston displacer, namun masih terhubung ke roda yang sama. Gas dalam dua silinder dapat mengalir bebas di antara mereka dan tetap satu tubuh. Konfigurasi ini menghasilkan rasio kompresi yang lebih rendah tetapi secara mekanis sederhana dan sering digunakan dalam multi-silinder mesin Stirling.

back

E. Aplikasi pada sistem Produksi dari udara cair Transportasi makanan beku Produksi proses tekanan rendah pada

industri makanan Produksi susu dan industri kimia Portable cryogenics refrigeration Cryobiologi Pencarian natural gas Pencairan gas etilen, dan lain-lain.

back