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

Yıl 2016, Cilt: 31 Sayı: 4, 0 - 0, 14.12.2016

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

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.278443

Cited By: 2

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

Kaynakça

• 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.