Stirlinq mühərriki

Stirlinq mühərriki (alm: der Stirlingmotor, ing: Stirling engine) xarici yanma mühərriki olub, porşenli mühərriklər qrupuna aiddir. Bu mühərrik, XIX əsrdə onu ixtira etmiş Stirlinqin adını daşıyır. Stirlinqin ixtira etdiyi mühərrik qızdırılmış hava ilə qapalı olmayan dövrə üzrə işləyirdi. Mühərrik, böyük və ağır olaraq, natamam istilik mübadiləsinə malik idi. Ona görə də o, geniş tətbiq tapa bilməmişdir.

Stirlinq mühərriki isti hava mühərriki kimi də tanınır. Xarici yanma mühərriki olan bir istilik mühərriki növüdür. İstilik mübadiləsi prosesi istiliyin mexaniki hərəkətə çevrilməsinin ideal məhsula yaxın olmasına imkan verir. (Carnot dövrünün praktik tətbiqi ilə)

İş prinsipi

Müasir Stirlinq mühərriki bir-birini əvəzləyən iki izotermik və iki izoxorik prosesdən ibarət qapalı dövrə üzrə işləyir. Stirlinq mühərrikinin işləmə prosesi zamanı enerji çevrilməsində iki porşen iştirak edir: sıxışdırıcı və işçi. Sıxışdırıcı porşenin alt hissəsindəki soyuq sahə, yuxarısındakı isti sahə soyuducu, regenerator və qızdırıcı vasitəsilə daimi bir-biri ilə əlaqədə olurlar. İsti və soyuq sahələr arasında heç bir təzyiq fərqi mövcud olmadığından porşen problemsiz yuxarı-aşağı hərəkət edə bilir. Porşen hərəkət etdikcə o işçi qazı gah isti, gah da soyuq sahəyə itələyir. Bununla qaz ya istilik alır, ya da verir. Uyğun olaraq qazın təzyiqi də dəyişir. Təzyiqin dəyişməsi birləşdirici boru vasitəsilə işçi porşenə təsir edərək onu hərəkətə gətirir. Mühərrikin iş tsikli 4 taktda baş verir. 1-ci taktda sıxışdırıcı tərpənməz qalır, işçi porşen isə yuxarıya hərəkət edərək soyuq qazı işçi porşenin aşağı hissəsinə tərəf sıxır. Sıxmanın sonunda işçi porşen dayanır və sıxışdırıcı aşağıya hərəkət edir. Bu zaman porşenlər arasında sıxılan qaz regenerator və qızdırcıdan keçərək yuxarı sahəyə daxil olur (2 və 3-cü takt). Qızmış qaz sıxışdırıcı porşenin yuxarı hissəsində genişlənərək onu aşağıya itələyir, nəticədə faydalı iş görülür. İşçi gediş zamanı porşenlərin ikisidə birlikdə aşağıya hərəkət edir. 4-cü taktda işçi porşen tərpənməz qalır, sıxışdırıcı isə yuxarıya hərəkət edir. Yuxarı sahədə olan qaz yol boyu istiliyi verərək aşağıya daxil olur.

Takt 1

Takt 2

Takt 3

Takt 4

Bu mühərriklərin f.i.ə →Karno tsikli üzrə işləyən →daxili yanma mühərriklər ilə müqayisə olunandır. İşçi gediş zamanı irəli-geri hərəkət →çarx-qollu-sürüngəc mexanizminin köməyi ilə fırlanma hərəkətinə çevrilir.

Stirlinq mühərriklərinin üstün cəhəti ondan ibarətdir ki, qızdırma xaricdə baş verdiyindən burada istənilən enerji mənbəyində istifadə etmək olur. Xaricdə yanma sayəsində mühərrik səssiz işləyir. Çatışmayan cəhəti daxili yanma mühərriklərinə nisbətən böyük və ağır olması, çətin idarə olunması və baha başa gəlməsindədir.

Praktikada tətbiq olunan Stirlinq mühərriki iki porşenli, bir silindrli olub, romb ötürmə sisteminə malikdir.

Üstünlükləri

İstilik kənardandır və yanacaq-hava qarışığının yanması daha dəqiq idarə edilə bilər.
İstiliyi təmin etmək üçün davamlı yanma prosesi istifadə olunur ki, bunun da, nəticəsində yanmamış yanacağın nisbəti çox azalır.
Stirlinq motorları digər ekvivalent motor növlərinə nisbətən daha az yağlama və texniki xidmət tələb edir.
Motor digər ekvivalent mühərriklərdən daha sadədir. Valfa ehtiyacı yoxdur. Yanacaq və daxili sistemləri daha sadədir.
Son dərəcə aşağı təzyiq altında işlədiyinə görə, tipik buxar mühərriklərindən daha etibarlıdır.
Aşağı işləmə təzyiqi daha yüngül və daha davamlı bir silindrdən istifadə etməyə imkan verir.
Sualtı qayıqlar üçün səssiz və havasızlıq şəraitində işləmək imkanı verir.
Təyyarə mühərrikləri kimi uyğundurlar. Sakit, ətraf mühitə daha az zərərli, səmərəli, etibarlı (sadə hissələr və yanma sistemi), daha az vibrasiya və daha az yanacaq partlaması riski üstünlüklərinə malikdirlər.

Çatışmazlıqları

Stirlinq motorları giriş və çıxışda işçi mayesi olan bir istilik dəyişdiricisini tələb edir. Bu, mühərrikin yanacağa qənaət və səmərəliliyin optimallaşdırılmasını düşünərək dizayn edilərkən mühərrikin dəyərini artırır.
Stirlinq mühərriki, xüsusilə kiçik temperatur fərqləri ilə işləyənlər istilik dəyişdiricisinin yaratdığı gücün əhəmiyyətli hissəsini itirir.
Termal səmərəliliyi artırmaq üçün, soyuducu suyun istiliyi mümkün qədər aşağı səviyyədə saxlanılır, buna görə istiliyi itirmək bir problemdir. Bu, Stirlinq mühərrikinin avtomobil sənayesində geniş yayılmayan amillərindən biridir (lazımi istilik isitmə sisteminin kifayət qədər mühərrikə kombinasiya edilməməsi və kiçik ölçüdə olması).
Düz Stirlinq mühərriki tez işə düşə bilməz; temperaturun kifayət qədər yüksəlməsi lazımdır. Bu, bütün xarici yanma mühərriklərinə aiddir, lakin digər xarici yanma mühərriklərinin istiləşmə müddəti Stirlinq mühərrikinə nisbətən daha qısadır.
Güc çıxışı sabitdir və bir səviyyədən digərinə keçilməsi qısa bir zaman müddətində mümkün deyil.
Hidrogenin aşağı molekulyar çəkisi onu Stirlinq mühərriki üçün ən yaxşı işləyən qaz halına gətirir. Lakin bu kiçik molekullar, mühərrikin daxilində mühafizə çətinliyi və əlavə köməkçi sistemlərə ehtiyac duyur. Bu sistemlər qaz qabları kimi sadə sistemlər və ya qaz generatorları kimi daha mürəkkəb sistemlər ola bilər. Hər halda, əlavə çəki xərclərin artmasına və arzuolunmaz problemlərin yaranmasına səbəb olacaqdır.