Gama Tipi Rombik Mekanizmalı Bir Stirling Motorunun Tasarımı ve Termodinamik Analizi
Öz
Bu çalışmada yaklaşık 100 W çıkış gücüne sahip, gama tipi rombik hareket mekanizmalı özgün bir Stirling motorunun tasarımı, kinematik ve termodinamik analizleri yapılmıştır. Kinematik analizlerde rombik dişli dönüş açısına bağlı olarak piston ve yer değiştirme pistonunun, yer değiştirme ve hacim değişimleri hesaplanmıştır. Solidworks programında motorun 3 boyutlu modeli oluşturulmuştur. 800 K sıcak ve 300 K soğuk kaynak sıcaklıkları için izotermal yaklaşımı ve nodal analiz yöntemi ile 1, 3 ve 5 bar şarj basınçlarında motorun basınç-hacim değişimleri elde edilmiştir. Motordan 1, 3 ve 5 bar şarj basınçlarında izotermal yaklaşım ile 2,95 J, 8,81 J ve 14,52 J net iş elde edilmiştir. Nodal analiz metodu ile de 2,68 J, 7,61 J ve 11,71 J net iş elde edilmiştir. 5 bar şarj basıncında ve 500 rpm motor hızında teorik olarak 97,61 W çıkış gücü ve %45,05 termik verim elde edilmiştir. Literatürde beta tipi motorlarda yaygın olarak kullanılan rombik hareket mekanizması bu çalışmada özgün bir gama tipi Stirling motoruna uyarlanmıştır. Bu çalışmada tasarımı ve analizleri yapılan dıştan ısı vermeli Stirling motorunun güneş enerjisinden veya atık ısıdan faydalanarak elektrik üretimi ve küçük ölçekli sulama gibi amaçlarla kullanılması hedeflenmektedir.
Anahtar Kelimeler
Etik Beyan
Kaynakça
- [1] Al-Nimr M, Khashan SA, Al-Oqla H. Novel techniques to enhance the performance of Stirling engines integrated with solar systems. Renewable Energy. 2023; 202: 894-906.
- [2] Wang K, Sanders SR, Dubey S, Choo FH, Duan F. Stirling cycle engines for recovering low and moderate heat: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016; 62: 89-108.
- [3] Schneider T, Müller D, Karl J. A review of thermochemical biomass conversion combined with Stirling engines for the small-scale cogeneration of heat and power. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020; 134: 110288.
- [4] Yang HS, Ali MA, Teja KVR, Yen YF. Parametric study and design optimization of a kW-class beta type Stirling engine. Applied Thermal Engineering. 2022; 215: 119010.
- [5] Wang H, Chen Y, Luo J, Zhang L, Kang H, Luo E, Zhu S. A novel high-power free-piston Stirling engine generator with integrated heat pipes for thermal-to-electric conversion of clean energy. Energy. 2025; 314: 134218.
- [6] Kongtragool B, Wongwises S. A review of solar-powered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2003; 7: 131-154.
- [7] Phan TQ. Investigation on solar-powered low-temperature Stirling motor. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2017; 6: 21008-21013.
- [8] Yang HS, Cheng CH. Development of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism using a modified non-ideal adiabatic model. Applied Energy. 2017; 200; 62-72.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Otomotiv Mühendisliği (Diğer)
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Begüm Erol
*
0000-0001-9385-6331
Türkiye
Can Çınar
0000-0001-6944-8864
Türkiye
Melih Okur
0000-0002-6017-1050
Türkiye
Volkan Parlaktaş
0000-0002-6887-4893
Türkiye
Erken Görünüm Tarihi
16 Eylül 2026
Yayımlanma Tarihi
30 Eylül 2026
Gönderilme Tarihi
7 Ağustos 2026
Kabul Tarihi
3 Eylül 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 14 Sayı: 3
