Araştırma Makalesi

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

Cilt: 6 Sayı: 2 26 Aralık 2025
PDF İndir
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

Etik Beyan

Bu çalışma Mustafa Ceyhun ERKOCA’nın hazırlamakta olduğu Doktora tezinden üretilmiştir.

Teşekkür

Bu çalışmanın üretildiği hazırlanmakta olan doktora tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından “23.FEN.BİL.11” kodlu proje ile desteklenmiştir.

Kaynakça

  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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

26 Aralık 2025

Gönderilme Tarihi

3 Kasım 2025

Kabul Tarihi

2 Aralık 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 6 Sayı: 2

Kaynak Göster

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, ve 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 (01 Aralık 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 ve Y. Özgören, “Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi”, J. Mater. Mechat. A, c. 6, sy 2, ss. 394–408, Ara. 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 (01 Aralık 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, ve Yaşar Özgören. “Beta Tipi Stirling Motorundan Dönüştürülmüş Beta Tipi Bir Stirling Soğutucunun Soğutma Karakteristiğine Helyum Gazının Etkisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A, c. 6, sy 2, Aralık 2025, ss. 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. 01 Aralık 2025;6(2):394-408. doi:10.55546/jmm.1816204