Research Article

Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi

Volume: 6 Number: 2 December 26, 2025
EN TR

Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi

Öz

Bu çalışmada, beta tipi bir Stirling motorundan dönüştürülmüş, rejeneratörsüz bir beta tipi Stirling soğutucunun soğutma karakteristiği incelenmiştir. Çalışma akışkanı olarak helyum kullanılarak, helyumun düşük viskozite ve yüksek termal iletkenlik gibi üstün termodinamik özelliklerinin soğutucunun minimum sıcaklığı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Deneyler 1, 2 ve 3 bar şarj basınçlarında, 300 rpm ile 900 rpm devir aralığında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen en düşük kararlı soğuk uç sıcaklığı, 3 bar şarj basıncında ve 500 rpm’de -17,67 oC olarak ölçülmüştür. Bu sıcaklık değeri, 23,4 oC ortam sıcaklığına karşılık 41,07 oC’lik kayda değer bir sıcaklık farkı oluşturmaktadır. Bu sonuçlar, helyum çalışma akışkanının Stirling çevrimini başarıyla sıfırın altı sıcaklıklara taşıdığını göstermektedir. Schmidt termodinamik analizi ve basınç–hacim (P–V) diyagramları, soğutma karakteristiği verilerinin teorik potansiyelini anlamada yardımcı olmuştur. Sonuçlar, helyumun yüksek soğutma potansiyelini açıkça ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

Ethical Statement

This study was produced from the doctoral thesis prepared by Mustafa Ceyhun ERKOCA.

Thanks

The doctoral thesis in preparation, which produced this study, was supported by Afyon Kocatepe University Scientific Research Projects Coordination Unit with the project code “23.FEN.BİL.11”.

References

  1. Bataineh K., Hybrid fuel-assisted solar-powered stirling engine for combined cooling, heating, and power systems: A review. Energy 300 (131506), 2024.
  2. Cheng C. H., Huang C. Y., Yang H. S., Development of a 90-K beta type Stirling cooler with rhombic drive mechanism. International Journal of Refrigeration 98, 388-398, 2019.
  3. Çengel Y. A., Boles M. A., Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik, Literatür Yayıncılık, İstanbul, pp. 789, 2000.
  4. Eid E. I., Khalaf-Allah R. A., Soliman A. M., Easa A. S., Performance of a beta Stirling refrigerator with tubular evaporator and condenser having inserted twisted tapes and driven by a solar energy heat engine. Renewable Energy 135, 1314-1326, 2019.
  5. Guo D., McGaughey A. J. H., Gao J., Fedder G. K., Lee M., Yao S. C., Multiphysics modeling of a micro-scale Stirling refrigeration system. International Journal of Thermal Sciences 74, 44-52, 2013.
  6. Hu J. Y., Luo E. C., Dai W., Zhang L. M., Parameter sensitivity analysis of duplex Stirling coolers. Applied Energy 190, 1039-1046, 2017.
  7. Karabulut H., Düzgün M., Topgül T., Nodal thermodynamic analysis of a three-cylinder gamma-type Stirling engine and a conventional gamma-type Stirling engine and performance comparison. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 38(1), 45-56, 2023.
  8. Kim H. S., Gwak I. C., Lee S. H., Numerical analysis of heat transfer area effect on cooling performance in regenerator of free-piston Stirling cooler. Case Studies in Thermal Engineering 32 (101875), 2022.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Mechanical Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 26, 2025

Submission Date

November 3, 2025

Acceptance Date

December 2, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 6 Number: 2

APA
Erkoca, M. C., & Özgören, Y. (2025). Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi. Journal of Materials and Mechatronics: A, 6(2), 394-408. https://doi.org/10.55546/jmm.1816204
AMA
1.Erkoca MC, Özgören Y. Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi. J. Mater. Mechat. A. 2025;6(2):394-408. doi:10.55546/jmm.1816204
Chicago
Erkoca, Mustafa Ceyhun, and Yaşar Özgören. 2025. “Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A 6 (2): 394-408. https://doi.org/10.55546/jmm.1816204.
EndNote
Erkoca MC, Özgören Y (December 1, 2025) Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi. Journal of Materials and Mechatronics: A 6 2 394–408.
IEEE
[1]M. C. Erkoca and Y. Özgören, “Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi”, J. Mater. Mechat. A, vol. 6, no. 2, pp. 394–408, Dec. 2025, doi: 10.55546/jmm.1816204.
ISNAD
Erkoca, Mustafa Ceyhun - Özgören, Yaşar. “Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A 6/2 (December 1, 2025): 394-408. https://doi.org/10.55546/jmm.1816204.
JAMA
1.Erkoca MC, Özgören Y. Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi. J. Mater. Mechat. A. 2025;6:394–408.
MLA
Erkoca, Mustafa Ceyhun, and Yaşar Özgören. “Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A, vol. 6, no. 2, Dec. 2025, pp. 394-08, doi:10.55546/jmm.1816204.
Vancouver
1.Mustafa Ceyhun Erkoca, Yaşar Özgören. Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi. J. Mater. Mechat. A. 2025 Dec. 1;6(2):394-408. doi:10.55546/jmm.1816204