Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » دورة ستيرلينغ

دورة ستيرلينغ

1816-11-16
  • Robert Stirling
محرك ستيرلينغ يوضح مبادئ الديناميكا الحرارية في بيئة معملية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

دورة ستيرلينغ المثالية هي دورة مغلقة متجددة الديناميكية الحرارية تتألف الدورة من أربع عمليات متميزة: التمدد متساوي الحرارة، وإزالة الحرارة متساوية الحجم، والانضغاط متساوي الحرارة، وإضافة الحرارة متساوية الحجم. ويُحفظ سائل التشغيل بشكل دائم. وتساوي كفاءته الحرارية النظرية كفاءة دورة كارنو، المعطاة بالعلاقة التالية: ηth = 1 / (TC/TH)، حيث TH وTC هما درجتا الحرارة المطلقتان للخزانين الساخن والبارد على التوالي.

يمكن تصور العمليات الأربع لدورة ستيرلنغ على مخطط الضغط-الحجم (P-V). العملية 1-2 هي التمدد متساوي الحرارة، حيث يتمدد الغاز عند درجة حرارة عالية ثابتة [latex]T_H[/latex]، ويمتص الحرارة من المصدر الخارجي ويؤدي عملًا على البيئة المحيطة. العملية 2-3 هي إزالة حرارة متساوية الحرارة (حجم ثابت)، حيث يتم تمرير الغاز من خلال المجدد، ويبرد إلى درجة حرارة منخفضة [latex]T_C[/latex] وينقل الحرارة إلى مصفوفة المجدد. العملية 3-4 هي عملية ضغط متساوي الحرارة، حيث يتم ضغط الغاز عند درجة حرارة ثابتة [latex]T_C[/latex]، مما يؤدي إلى طرد الحرارة إلى الحوض البارد أثناء القيام بالعمل على الغاز. وأخيرًا، العملية 4-1 هي عملية إضافة الحرارة المتساوية الحرارة، حيث يمر الغاز مرة أخرى عبر المجدد، ويلتقط الحرارة المخزنة ويعود إلى درجة الحرارة [latex]T_H[/latex].

يُعدّ المُجدِّد عنصرًا أساسيًا لكفاءة الدورة المثالية العالية. فمن خلال تخزين الحرارة وإعادتها خلال مراحل تساوي الحجم، يضمن حدوث جميع عمليات التبادل الحراري الخارجي فقط خلال العمليات متساوية الحرارة، تمامًا كما هو الحال في دورة كارنو. وهذا يسمح لدورة ستيرلينغ نظريًا بتحقيق أقصى كفاءة ممكنة لأي محرك حراري يعمل بين درجتي حرارة محددتين. عمليًا، تنحرف محركات ستيرلينغ الحقيقية عن هذا الوضع المثالي. فالعمليات ليست متساوية الحرارة أو الحجم تمامًا بسبب معدلات انتقال الحرارة المحدودة وحركة المكبس المستمرة، مما يؤدي إلى زوايا مستديرة في مخطط الضغط والحجم وانخفاض الكفاءة.

UNESCO Nomenclature: 2212
- الديناميكا الحرارية

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • نظرية سادي كارنو لدورة المحرك الحراري المثالية (1824)
  • تطور قانون الغاز المثالي من أعمال بويل وتشارلز وجاي لوساك
  • المفاهيم المبكرة للديناميكا الحرارية وحفظ الطاقة
  • اختراع آلية المكبس والأسطوانة

التطبيقات

  • مبردات التبريد للإلكترونيات والتصوير الطبي
  • توليد الطاقة الشمسية في أنظمة ستيرلينغ الطبقية
  • وحدات توليد الحرارة والطاقة المدمجة الصغيرة (mchp)
  • أنظمة استعادة الحرارة المهدرة من العمليات الصناعية
  • مصادر الطاقة الهادئة للغواصات واليخوت
  • مولدات الطاقة التي تعمل بالكتلة الحيوية في المناطق النائية

براءات الاختراع:

  • GB 4081 of 1816

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: دورة ستيرلينغ، الديناميكا الحرارية، متساوي الحرارة، متساوي الحجم، الدورة التجديدية، المحرك الحراري، كفاءة كارنو، الدورة المغلقة، سائل التشغيل، الكفاءة الحرارية.

السياق التاريخي

دورة ستيرلينغ

1802
1808
1811
1816-11-16
1820
1820
1821
1802
1802
1810
1816
1816-11-16
1820
1820
1822

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.