İçsel Kayıpların Beta Tipi Bir Stirling Soğutucu Performansı Üzerindeki Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi
Öz
Stirling motorları, çeşitli enerji kaynaklarıyla çalışabilme yetenekleri sayesinde geniş bir uygulama yelpazesi sunmaktadır. Dışarıdan mekanik iş uygulandığında, soğutma amacıyla da kullanılabilirler. Uzun ömür, çevresel uyumluluk ve sessiz çalışma gibi avantajları sayesinde özellikle düşük güç gerektiren soğutma uygulamalarında verimli bir alternatif oluşturmaktadırlar. Bu çalışmada, beta tipi bir Stirling soğutucu farklı şarj basınçları (1, 2 ve 3 bar) ve devir sayılarında (300–900 rpm) deneysel olarak incelenmiş ve sistemin soğutma performansı değerlendirilmiştir. En düşük soğuk uç sıcaklığı, 1 bar hava basıncında ve 500 rpm’de elde edilmiş olup, bu koşullarda sisteme 1,37 kW elektrik gücü verilmesi gerekmiştir. Ancak artan basınç ve devir sayılarında, teorik beklentilerden sapmalar gözlenmiştir. Özellikle 2 bar basıncındaki performansın 3 bar’a göre daha düşük olduğu; ayrıca, 1 bar basıncında 900 rpm hızda sistemin ısınma eğilimi gösterdiği belirlenmiştir. Bu beklenmedik sonuçlar, rejeneratörsüz sistem tasarımı ve çalışma akışkanı olarak havanın kullanımı gibi etkenlerden kaynaklanan artan içsel kayıplarla ilişkilendirilmiştir. Elde edilen bulgular, deneysel Stirling soğutucu sistemlerinde kayıp mekanizmalarının basınç ve devir sayısına olan karmaşık bağımlılığını ortaya koymaktadır.
Anahtar Kelimeler
Destekleyen Kurum
Etik Beyan
Teşekkür
Kaynakça
- [1] Özgören, Y. Ö. (2004). Stirling motorlarında ısı kayıplarının azaltılması için termal bariyer kullanımı, Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
- [2] Topgül, T. (2022). Design, manufacturing, and thermodynamic analysis of a gamma-type Stirling engine powered by solar energy. Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering, 68 (12), 757-770. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2022.368
- [3] Topgül, T., Okur, M., Şahin, F., Çınar, C. (2022). Experimental investigation of the effects of hot-end and cold-end connection on the performance of a gamma type Stirling engine. Engineering Science and Technology, an International Journal, 36, 101152. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2022.101152
- [4] Narasaki, K., Tsunematsu, S., Ootsuka, K., Kyoya, M., Matsumoto, T., Murakami, H., Nakagawa, T. (2004). Development of two-stage Stirling cooler for ASTRO-F. AIP Conference Proceedings, 710, 1428–1435. https://doi.org/10.1063/1.1774835
- [5] Li, X., Dai, W., Zhang, W., Zhou, R., Xiao, Q., Yu, G., Luo, E., Zhu, S. (2019). A high efficiency free-piston Stirling cooler with 350 W cooling capacity at 80 K. Energy Procedia, 158, 4416–4422. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.775
- [6] Kim, H. S., Gwak, I. C., Lee, S. H. (2022). Numerical analysis of heat transfer area effect on cooling performance in regenerator of free-piston Stirling cooler. Case Studies in Thermal Engineering, 32, 101875. https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.101875
- [7] Ahmadi, M. H., Ahmadi, M. A., Maleki, A., Pourfayaz, F., Bidi, M., Açıkkalp, E. (2017). Exergetic sustainability evaluation and multi-objective optimization of performance of an irreversible nanoscale Stirling refrigeration cycle operating with Maxwell–Boltzmann gas. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 80–92. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.097
- [8] Cui, Y., Qiao, J., Song, B., Wang, X., Yang, Z., Li, H., Dai, W. (2021). Experimental study of a free piston Stirling cooler with wound wire mesh regenerator. Energy, 234, 121287. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121287
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Makine Mühendisliği (Diğer)
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Yaşar Özgören
0000-0002-0856-0833
Türkiye
Erken Görünüm Tarihi
24 Şubat 2026
Yayımlanma Tarihi
24 Şubat 2026
Gönderilme Tarihi
26 Temmuz 2025
Kabul Tarihi
17 Aralık 2025
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 14 Sayı: 1
