موتور استرلینگ
موتور استرلینگ به منظور بیان عملیات یک ماشین ترمودینامیکی در جهت تبدیل انرژی گرمایی به کار مکانیکی، به کار میرود. این موتور از نوع موتورهای احتراق خارجی بوده و شامل دو پیستون است که درون دو سیلندر (یکی برای منبع سرد و دیگری برای منبع گرم) قرار گرفتهاند. این موتور از نوع موتور استرلینگ α بوده و پیستون ها با اختلاف فاز 90 درجه نسبت به یکدیگر حرکت می کنند. سیال عامل استفاده شده در این موتور محبوس می باشد و معمولا از هوا استفاده می شود. منبع گرمایی خارجی انرژی مورد نیاز سیلندر گرم را فراهم کرده و انبساط گاز داغ، پیستون را که از طریق میللنگ به پیستون سیلندر سرد متصل شده، حرکت میدهد. این گاز داغ به سمت سیلندر سرد حرکت میکند. در طول این مدت پیستون سیلندر سرد، گاز را متراکم کرده و آن را مجبور به حرکت به سمت سیلندر داغ میکند؛ در آن جا گرما را از منبع داغ دریافت کرده و سیکل مجدداً آغاز میشود.
این دستگاه یک موتور استرلینگ نوع α می باشد. سیلندر داغ به وسیله یک هیتر الکتریکی گرم می شود. گاز درون موتور هوا میباشد. به وسیل سنسورهایی، دما و فشار در دو سیلندر به طور پیوسته اندازه گیری می شود. یک ژنراتور الکتریکی به وسیله یک پولی، انرژی مکانیکی تولید شده را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که به سیستم اندازه گیری ولتاژ و جریان مجهز می باشد. با استفاده از یک دورسنج، دور موتور اندازه گیری می شود.
اهداف آموزشی
- آشنایی با نحوه عملکرد موتور استرلینگ و سیکل استرلینگ
- بررسی تبادل انرژیهای گرمایی-مکانیکی- الکتریکی
- مطالعهي رابطهي بین اختلاف دماهای ماشین گرمایشی و سرعت تولیدی
- محاسبه «آستانه» اختلاف دماها که در آن حرکت ایجاد میشود
- بررسی توان مکانیکی با توجه به سرعت
- بررسی توان الکتریکی با توجه به سرعت
- محاسبات بازدهی مکانیکی
- محاسبات بازدهی الکتریکی
اجزای اصلی دستگاه
- موتور استرلینگ نوع α شامل سیلندرهای گرم و سرد
- سیستم گرمایش سیلندر گرم
- پیستونهای متصل به یکدیگر توسط میللنگ
- سیستم ترمز
- پولی و ژنراتور برق برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی
- سنسورهای دما و فشار
