Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» 스털링 사이클

스털링 사이클

1816-11-16
  • Robert Stirling
실험실 환경에서 열역학 원리를 시연하는 스털링 엔진.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

이상적인 스털링 사이클은 폐쇄형 재생 사이클입니다. 열역학적 이 사이클은 등온 팽창, 등적 열 제거, 등온 압축 및 등적 열 첨가의 네 가지 개별 과정으로 구성됩니다. 작동 유체는 영구적으로 밀폐되어 있습니다. 이론적인 열효율은 카르노 사이클 효율과 동일하며, [latex]eta_{th} = 1 – frac{T_C}{T_H}[/latex]로 주어집니다. 여기서 [latex]T_H[/latex]와 [latex]T_C[/latex]는 각각 고온 및 저온 저장소의 절대 온도입니다.

The Stirling cycle’s four processes can be visualized on a Pressure-Volume (P-V) diagram. Process 1-2 is isothermal expansion, where the gas expands at a constant high temperature [latex]T_H[/latex], absorbing heat from the external source and performing work on the surroundings. Process 2-3 is isochoric (constant volume) heat removal, where the gas is passed through the regenerator, cooling to the low temperature [latex]T_C[/latex] and transferring heat to the regenerator matrix. Process 3-4 is isothermal compression, where the gas is compressed at constant temperature [latex]T_C[/latex], rejecting heat to the cold sink while work is done on the gas. Finally, process 4-1 is isochoric heat addition, where the gas passes back through the regenerator, picking up the stored heat and returning to temperature [latex]T_H[/latex].

재생기는 이상적인 스털링 사이클의 높은 효율에 매우 중요합니다. 등적 과정 동안 열을 저장하고 다시 방출함으로써, 카르노 사이클처럼 모든 외부 열 교환이 등온 과정에서만 발생하도록 보장합니다. 이를 통해 스털링 사이클은 이론적으로 주어진 두 온도 사이에서 작동하는 모든 열기관 중에서 가능한 최대 효율을 달성할 수 있습니다. 그러나 실제 스털링 엔진은 이러한 이상적인 상태에서 벗어납니다. 유한한 열 전달률과 지속적인 피스톤 운동으로 인해 과정이 완벽하게 등온 또는 등적 과정이 아니므로, PV 선도에서 모서리가 둥글게 나타나고 효율이 낮아집니다.

UNESCO Nomenclature: 2212
열역학

유형

추상 시스템

분열

기초적인

용법

널리 사용됨

전구체

  • 사디 카르노의 이상 열기관 사이클 이론(1824)
  • The development of the Ideal Gas Law from the work of Boyle, Charles, and Gay-Lussac
  • Early concepts of thermodynamics and conservation of energy
  • 피스톤과 실린더 메커니즘의 발명

응용 프로그램

  • 전자제품 및 의료영상용 극저온 냉각기
  • solar power generation in dish stirling systems
  • 소형 열병합 발전(MCHP) 장치
  • 산업 공정에서 발생하는 폐열 회수 시스템
  • 잠수함과 요트를 위한 저소음 전원 공급 장치
  • 외딴 지역의 바이오매스 연료 발전기

특허:

  • GB 4081 of 1816

잠재적 혁신 아이디어

현재 하루 4만 건이 넘는 봇 트래픽을 차단하기 위해 이 콘텐츠는 커뮤니티 회원만 이용할 수 있습니다.
> 로그인 < 또는 >등록 < 이 콘텐츠를 비롯한 모든 제한된 콘텐츠와 도구는 (100% 무료로) 이용할 수 있습니다.

관련 용어: 스털링 사이클, 열역학, 등온, 등적, 재생 사이클, 열기관, 카르노 효율, 폐쇄 사이클, 작동 유체, 열효율.

역사적 맥락

스털링 사이클

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

고화질 이미지 및 다운로드는 등록된 회원에게만 100% 무료로 제공됩니다.

> 로그인 <