BETA TİPİ RHOMBİC HAREKET MEKANİZMALI BİR STİRLİNG MOTORUNUN TASARIMI VE PERFORMANS TESTLERİ

Fatih Aksoy, Halit Karabulut, Can Çınar, Hamit Solmaz, Yaşar Önder Özgören, Muhammed Arslan
575 194

Öz


Bu çalışmada, beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir Stirling motorunun termodinamik analizi, tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Motorun termodinamik analizi nodal analiz metodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 200, 300 ve 400 W/m2K ısı taşınım katsayıları için 2 bar şarj basıncında motor güçleri tahmin edilmiştir. Motorun performans testlerinde ısı kaynağı olarak LPG yakıtlı bir ısıtıcı kullanılmıştır. Çalışma maddesi olarak hava kullanılan deneylerde, şarj basıncı 1-4 bar aralığında değiştirilerek performans üzerindeki etkileri incelenmiştir.  Deneyler 773± 5 K sıcak kaynak ve 300 K soğuk kaynak sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Maksimum motor gücü 2 bar şarj basıncı ve 408 dev/dk motor devrinde 158,53 W olarak elde edilmiştir. Maksimum motor momenti ise 3 bar şarj basıncı ve 262 dev/dk motor devrinde 4,69 Nm olarak elde edilmiştir. Maksimum motor gücünün elde edildiği koşullar nodal analiz programında kullanılarak ısı taşınım katsayısı 245 W/m2K olarak elde edilmiştir. 


Anahtar kelimeler


Stirling motoru, rhombic hareket mekanizması, motor performansı, alternatif enerji

Tam metin:

PDF


Referanslar


Ahmadi, P., Dincer, I., Rosen, M.A., “Development and assessment of an integrated biomass-based multi-generation energy system”, Energy, Cilt 56, 155-166, 2013.

Walker, G., “Stirling Engines”, United States by Oxford University Press, 1980.

Solmaz, H., Karabulut, H., “Performance comparison of a novel configuration of beta-type Stirling engines with rhombic drive engine”, Energy Conversion and Management, Cilt 78, 627-633, 2014.

García-Canseco, E., Alvarez-Aguirre, A., Scherpen, J.M.A., “Modeling for control of a kinematic wobble-yoke Stirling engine”, Renewable Energy, Cilt 75, 808-817, 2015.

Cheng, C.H., Yang, H.S., “Analytical model for predicting the effect of operating speed on shaft power output of Stirling engines”, Energy, Cilt 36, No 10, 5899-5908, 2011.

Hooshang, M., Moghadam, R.A., Nia, S.A., Masouleh, M.T., “Optimization of Stirling engine design parameters using neural Networks”, Renewable Energy, Cilt 74, 855-866, 2015.

Glushenkov, M., Sprenkeler, M., Kronberg, A., Kirillov, V., “Single-piston alternative to Stirling engines”, Applied Energy, Cilt 97, 743-748, 2012.

Thombare, D.G., Verma, S.K., “Technological development in the Stirling cycle engines.”, Renewable and sustainable Energy Reviews, Cilt 12, 1-38, 2008.

Çınar, C., Topgül, T., Yücesu, H.S., “Stirling Çevrimi ile Çalışan Beta Tipi Bir Motorun İmali ve Performans Testleri.”, Gazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 22, 411-415, 2007.

Cheng, C.H., Yu, Y.J., “Combining dynamic and thermodynamic models for dynamic simulation of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism”, Renewable Energy, Cilt 37, No 1, 161–173, 2012.

Shendage, D.J., Kedare, S.B., Bapat, S.L., “An analysis of beta type Stirling engine with rhombic drive mechanism”, Renewable Energy, Cilt 36, 289-297, 2011.

Çınar, C., “Thermodynamic Analysis of an Alpha-Type Stirling Engine with Variable Phase Angle.”, Journal of Mechanical Engineering Science, Cilt 221, 949-954, 2007.

Kongtragool, B., Wongwises, S., “A review of solar-powered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Cilt 7, No 2, 131-154, 2003.

Kagawa, N., Araoka, K., Sakuma, T., Ichikawa, S., “Design and development of a miniature Stirling engine.”, In: The 25th international energy conversion engineering conference, Reno, NV, USA, Cilt 6,442–447, 1990.

Çınar, C., Yücesu, S., Topgül, T., Okur, M., “Beta-type Stirling engine operating at atmospheric pressure”, Applied Energy, Cilt 81, 351-357, 2005.

Kontragool, B., Wongwises, S., “A Four Power-Piston Low-Temperature Differential Stirling Engine Powered Using Simulated Solar Energy as a Heat Source.”, Solar Energy, Cilt 82, No 6, 493-500, 2008.

Tavakolpour, A.R., Zomorodian, A., Golneshan, A.A., “Simulation, Construction and Testing of a Two-Cylinder Solar Stirling Engine Powered by a Flat-Plate Solar Collector Without Regenerator.”, Renewable Energy, Cilt 33, No 1, 77-87, 2008.

Karabulut, H., Yücesu, H.S., Çınar, C., Aksoy, F., “An experimental study on the development of a b-type Stirling engine for low and moderate temperature heat sources”, Applied Energy, Cilt 86, 68–73, 2009.

Sripakagorn, A., Srikam, C., “Design and performance of a moderate temperature difference Stirling engine.”, Renew Energy, Cilt 36, 1728–1733, 2011.

Cheng, C.H., Yang, H.S., Keong, L., “Theoretical and experimental study of a 300-W beta-type Stirling Engine.”, Energy, Cilt 59, 590–599, 2013.

Çınar, C., Aksoy, F., Okur, M., "Rhombic Hareket Mekanizmalı Bir Stirling Motorunun Tasarımı, İmalatı Ve Performans Testleri.", Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 28, No 4, 795-801, 2013.




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.