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स्टर्लिंग इंजन विन्यास

1950
यांत्रिक अभियांत्रिकी में स्टर्लिंग इंजन के तीन विन्यास होते हैं: अल्फा, बीटा और गामा प्रकार।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

स्टर्लिंग इंजनों को मुख्य रूप से तीन यांत्रिक विन्यासों में वर्गीकृत किया जाता है। अल्फा प्रकार में परस्पर जुड़े गर्म और ठंडे सिलेंडरों में दो अलग-अलग पावर पिस्टन का उपयोग होता है। बीटा प्रकार में एक ही सिलेंडर होता है जिसमें पावर पिस्टन और एक डिस्प्लेसर दोनों होते हैं, जो गर्म और ठंडे सिरों के बीच कार्यशील गैस का परिवहन करता है। गामा प्रकार एक भिन्न रूप है जिसमें पावर पिस्टन एक अलग, समानांतर सिलेंडर में होता है।

प्रत्येक कॉन्फ़िगरेशन में डिज़ाइन संबंधी कुछ विशिष्ट समझौते करने पड़ते हैं। अल्फा कॉन्फ़िगरेशन में उच्च शक्ति-से-आयतन अनुपात प्राप्त किया जा सकता है क्योंकि दोनों सिलेंडरों का संपूर्ण आयतन कार्य उत्पादन में योगदान देता है। हालांकि, गर्म सिलेंडर में पिस्टन रिंगों को सील करना एक महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौती है, क्योंकि उच्च तापमान पर स्नेहक नष्ट हो सकते हैं।

बीटा कॉन्फ़िगरेशन, जो रॉबर्ट स्टर्लिंग के मूल 1816 इंजन से सबसे अधिक मिलता जुलता है, पूरे को सीमित करता है। thermodynamic इस प्रक्रिया को एक ही सिलेंडर तक सीमित किया जा सकता है। इससे डेड वॉल्यूम (गैस का वह आयतन जो विस्तार या संपीड़न के अधीन नहीं होता) को कम करके और ऊष्मा हानि को घटाकर दक्षता में सुधार किया जा सकता है। मुख्य चुनौती डिस्प्लेसर और पावर पिस्टन के बीच सही फेज संबंध प्राप्त करने के लिए आवश्यक जटिल यांत्रिक लिंकेज है।

गामा कॉन्फ़िगरेशन पावर पिस्टन को उसके अपने सिलेंडर में रखकर यांत्रिकी को सरल बनाता है, जो डिस्प्लेसर सिलेंडर से जुड़ा होता है। इससे निर्माण आसान हो जाता है और बीटा प्रकार के जटिल लिंकेज से बचा जा सकता है। इसकी कमी यह है कि कनेक्टिंग पाइप के कारण डेड वॉल्यूम में काफी वृद्धि हो जाती है, जिससे इंजन का संपीड़न अनुपात कम हो जाता है और परिणामस्वरूप, इसकी विशिष्ट शक्ति उत्पादन और दक्षता भी कम हो जाती है। इसलिए यह उच्च-प्रदर्शन वाले अनुप्रयोगों के लिए कम उपयुक्त है, लेकिन सरल मॉडलों के लिए आदर्श है।

UNESCO Nomenclature: 3313
यांत्रिक इंजीनियरिंग

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • रॉबर्ट स्टर्लिंग का मूल इंजन डिज़ाइन (एक बीटा-प्रकार का विन्यास)
  • क्रैंक और का विकास चक्का रेखीय गति को घूर्णी गति में परिवर्तित करने के तंत्र
  • पिस्टन और सिलेंडरों के लिए धातु विज्ञान और सटीक मशीनिंग में प्रगति
  • विस्थापनकर्ता और पिस्टन कार्यों का वैचारिक पृथक्करण

आवेदन

  • अल्फा प्रकार के इंजन कुछ उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।
  • बीटा प्रकार के इंजन उच्च दक्षता वाले प्रयोगशाला और प्रदर्शन मॉडलों में आम हैं।
  • सरल संरचना के कारण गामा प्रकार के इंजन शौकिया लोगों और मॉडल इंजीनियरों के बीच लोकप्रिय हैं।
  • फ्री-पिस्टन स्टर्लिंग क्रायोकूलर में अक्सर बीटा या गामा सिद्धांतों पर आधारित इंजनों का उपयोग किया जाता है।
  • low-temperature differential (ltd) stirling engines, often gamma type, demonstrate operation on small temperature differences

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • मॉड्यूलर इंजन डिजाइन के लिए हाइब्रिड अल्फा-गामा कॉन्फ़िगरेशन
  • रोटरी स्टर्लिंग इंजन डिजाइन जो प्रत्यावर्ती पिस्टन को समाप्त करते हैं
  • शैक्षिक किटों के लिए 3डी-प्रिंटेड गामा इंजन
  • भौतिक सीलों को समाप्त करने के लिए चुंबकीय लिंकेज वाले बीटा-प्रकार के इंजन
  • अनुकूली स्टर्लिंग इंजन जो विभिन्न भारों के लिए अनुकूलन हेतु विन्यासों के बीच रूपांतरित हो सकते हैं।
  • एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए रेडियल विन्यास में व्यवस्थित मल्टी-सिलेंडर अल्फा इंजन
  • वास्तविक समय में गैस प्रवाह और ऊष्मा स्थानांतरण का अध्ययन करने के लिए पारदर्शी बीटा-प्रकार के इंजन
  • गामा-प्रकार के इंजन सीधे खाना पकाने के बर्तनों में एकीकृत होते हैं, जो चूल्हे से एक छोटे पंखे या जनरेटर को बिजली प्रदान करते हैं।
  • ठोस गतिशील भागों के बिना तरल-पिस्टन स्टर्लिंग इंजन
  • अति-कॉम्पैक्ट डिज़ाइनों के लिए संकेंद्रित बीटा-प्रकार के इंजन
संबंधित विषय: अल्फा स्टर्लिंग, बीटा स्टर्लिंग, गामा स्टर्लिंग, इंजन विन्यास, विस्थापनकर्ता, पावर पिस्टन, यांत्रिक लिंकेज, डेड वॉल्यूम, हीट एक्सचेंजर, इंजन डिजाइन।

ऐतिहासिक संदर्भ

स्टर्लिंग इंजन विन्यास

1950
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1955
1958
1960
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1955
1956
1960
1960

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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