SavedAdd your journal

Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2026 / Cilt: 28 Sayı: 2

Gama Tipi Serbest Pistonlu Bir Stirling Motorunun Dinamik Ve Termodinamik Analizi

Halit Karabulut
Hamit Solmaz
Melih Okur
Fatih Şahin
Pages
—
Publication Date
2014-02-26
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Motor gücünün; sıcak kaynak sıcaklığına, güç pistonu ile yer değiştirme pistonu yaylarının sabitlerine, yer değiştirme pistonunun kuyruk çapına, çalışma hacmindeki gaz kütlesine ve iş transferinin yarattığı sönümleme sabitine göre değişimleri incelenerek motorun çalışma limitleri belirlenmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Serbest pistonlu Stirling motorları, ısı enerjisini titreşim tarzında doğrusal bir harekete dönüştüren basit yapılı termodinamik sistemlerdir.
📊
Key Findings & Data:Motorun dinamik parçalarının kütleleri, sistemde kullanılan yayların yay sabitleri, sürtünmeler, iş transferinden kaynaklanan kuvvetler ile güç pistonu ve yer değiştirme pistonuna etkiyen gaz kuvvetlerini ihtiva eden kapsamlı bir dinamik-termodinamik analiz ile motorun tasarımı yapılmakta ve performans değerleri belirlenmektedir.
💡
Conclusion & Impact:Motor gücünün; sıcak kaynak sıcaklığına, güç pistonu ile yer değiştirme pistonu yaylarının sabitlerine, yer değiştirme pistonunun kuyruk çapına, çalışma hacmindeki gaz kütlesine ve iş transferinin yarattığı sönümleme sabitine göre değişimleri incelenerek motorun çalışma limitleri belirlenmiştir.
🔬Design:Makale
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Gama tipi Stirling motoru · serbest pistonlu Stirling motoru · dinamik ve termodinamik analiz

Özet

Serbest pistonlu Stirling motorları, ısı enerjisini titreşim tarzında doğrusal bir harekete dönüştüren basit yapılı termodinamik sistemlerdir. Kinematik motorlardaki volanların yerini serbest pistonlu Stirling motorlarında mekanik yaylar ya da gazlı yaylandırıcılar almaktadır. Yer değiştirme pistonu ve güç pistonunun yaptığı titreşim hareketinin genliğini kontrol altında tutmak bu motorların önemli sorunlarından birisidir. Yapısı gereği serbest pistonlu Stirling motorlarının tasarımı dinamik ve termodinamik analizlerin birlikte yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Motorun dinamik parçalarının kütleleri, sistemde kullanılan yayların yay sabitleri, sürtünmeler, iş transferinden kaynaklanan kuvvetler ile güç pistonu ve yer değiştirme pistonuna etkiyen gaz kuvvetlerini ihtiva eden kapsamlı bir dinamik-termodinamik analiz ile motorun tasarımı yapılmakta ve performans değerleri belirlenmektedir. Bu çalışmada 700 K sıcak kaynak ve 350 K soğuk kaynak sıcaklığı arasında çalışan, silindirleri soğuk uçtan birleştirmeli, gama tipi, serbest pistonlu bir Stirling motorunun dinamik ve termodinamik analizi yapılmıştır. Motor gücünün; sıcak kaynak sıcaklığına, güç pistonu ile yer değiştirme pistonu yaylarının sabitlerine, yer değiştirme pistonunun kuyruk çapına, çalışma hacmindeki gaz kütlesine ve iş transferinin yarattığı sönümleme sabitine göre değişimleri incelenerek motorun çalışma limitleri belirlenmiştir.

🔖

Cite This Article

Karabulut, H., Solmaz, H., Okur, M., Şahin, F. (2014). Gama Tipi Serbest Pistonlu Bir Stirling Motorunun Dinamik Ve Termodinamik Analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 28 Sayı: 2. https://ajindex.com/articles/1078359

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (132)

  1. Walker, G., Stirling Engines, Clarendon Press,
  2. Oxford, 1980.
  3. Beale, W.T., “Free Piston Stirling Engines -
  4. Some Model Tests and Simulations”,
  5. International Automotive Engineering
  6. Congress, Detroit, Michigan, 1-10, 13-17 Ocak
  7. Karabulut, H., “Dynamic Analysis of a Free
  8. Piston Stirling Engine Working With Closed and
  9. Open Thermodynamic Cycles”, Renewable
  10. Energy, Cilt 36, No 6, 1704-1709, 2011.
  11. Boucher, J., Lanzetta, F., ve Nika, P.,
  12. “Optimization of a Dual Free Piston Stirling
  13. Engine”, Applied Thermal Engineering, Cilt, No 4, 802–811, 2007.
  14. Rogdakis, E.D., Bormpilas, N.A. ve Koniakos,
  15. I.K., “A Thermodynamic Study for the
  16. Optimization of Stableoperation of Free Piston
  17. Stirling Engines”, Energy Conversion and
  18. Management, Cilt 45, No 4, 575-593, 2004.
  19. Hsu, S.T., Lin, F.Y. ve Chiou, J.S., “Heat
  20. Transfer Aspects of Stirling Power Generation
  21. Using Incinerator Waste Energy”, Renewable
  22. Energy, Cilt 28, No 1, 59-69, 2003.
  23. Lane, N.W. ve Beale, W.T., “A 5kW Electric
  24. Free-Piston Stirling Engine”, Proceedings of the
  25. Seventh International Conference on Stirling
  26. Cycle Machines, Tokyo, Japan, Kasım 1995.
  27. Hsieh, Y.C., Hsu, T.C. ve Chiou, J.S.,
  28. “Integration of a Free-Piston Stirling Engine and
  29. a Moving Grate Incinerator”, Renewable
  30. Energy, Cilt 33, No 1, 48-54, 2008.
  31. Arof, H., Wijono ve Nor, K.M., “Linear
  32. Generator: Design and Simulation”, National
  33. Power and Energy Conference (PECon) 2003
  34. Proceedings, Bangi, Malaysia, 306-311, 15-16
  35. Aralık 2003.
  36. Fazal, I., Karsiti, M.N., Zulkifli, S.A., Ibrahim, T.
  37. ve Rao, K.S.R., “Modeling and Simulation of a
  38. Moving-Coil Linear Generator”, International
  39. Conference on Intelligent and Advanced
  40. Systems (ICIAS 2010), Kuala Lumpur,
  41. Malaysia, 1-5, 15-17 Haziran 2010.
  42. Boldea, I. ve Nasar, S.A., Linear Electric
  43. Actuators and Generators, Cambridge
  44. University Press, New York, 1997.
  45. Ping, H.W. ve Arof, H., “Design of a Permanent
  46. Magnet Linear Generator”, Proceedings of the
  47. st International Forum on Strategic
  48. Technology, Ulsan, Korea, 231-234, 18-20 Ekim
  49. Gomez, A., Berry, J.J., Roychoudhury, S.,
  50. Coriton, B. ve Huth J., “From Jet Fuel to Electric
  51. Power Using a Mesoscale, Efficient Stirling
  52. Cycle”, Proceedings of the Combustion
  53. Institute, Cilt 31, 3251-3259, 2007.
  54. Yang, Q., Luo, E., Dai, W. ve Yu, G.,
  55. “Thermoacoustic Model of a Modified Free
  56. Piston Stirling Engine with a Thermal Buffer
  57. Tube”, Applied Energy, Cilt 90, No 1, 266-270,
  58. Kim, S.Y. ve Berchowitz, D.M., “Specific Power
  59. Estimations for Free-Piston Stirling Engines”,
  60. th International Energy Conversion
  61. Engineering Conference and Exhibit, San
  62. Diego, 1-8, 26-29 Haziran 2006.
  63. Formosa, F., “Coupled Thermodynamic–
  64. Dynamic Semi-Analytical Model of Free Piston
  65. Management, Cilt 52, No 5, 2098-2109, 2011.
  66. Lange, R.G. ve Caroll, W.P., “Review of Recent
  67. Advances of Radioisotope Power Systems”,
  68. Energy Conversion and Management, Cilt 49,
  69. , 393–401, 2008.
  70. Formosa, F. ve Despesse, G., “Analytical Model
  71. for Stirling Cycle Machine Design”, Energy
  72. Conversion and Management, Cilt 51, No 10,
  73. 1863, 2010.
  74. De Monte, F. ve Benvenuto, G., “Reflections on
  75. Free-Piston Stirling Engines. Part 1: Cycling
  76. Steady Operation”, Journal of Propulsion and
  77. Power, Cilt 14, No 4, 499–508, 1998.
  78. Schmidt, G., “The theory of Lehmann_s
  79. calorimetric machine”, Zeitschrift Des Vereines
  80. Deutscher Ingenieure, Cilt 15, No 1, 1872.
  81. Kongtragool, B. ve Wongwises, S.,
  82. “Thermodynamic Analysis of a Stirling Engine
  83. Including Dead Volumes of Hot Space, Cold
  84. Space and Regenerator”, Renewable Energy,
  85. Cilt 31, No 3, 345–59, 2006.
  86. Ibrahim, M. B. ve Tew, R. C., “Study of Two-
  87. Dimensional Compressible Non-Acoustic
  88. Modeling of Stirling Machine Type
  89. Components”, Proceedings of IECEC’01 36th
  90. Intersociety Energy Conversion Engineering
  91. Conference, Savannah, Georgia, 1-6, 29
  92. Temmuz – 2 Ağustos 2001.
  93. Choudhary, F., Dynamics of Free Piston
  94. Stirling Engines, Yüksek Lisans Tezi,
  95. University of Maryland, Faculty of the Graduate
  96. School, 2009.
  97. Benvenuto, G., De Monte, F. ve Farina, F.,
  98. “Dynamic Behaviour Prediction of Free-Piston
  99. Stirling Engine”, Proceedings of IECEC’90 25th Intersociety Energy Conversion
  100. Engineering Conference (IECEC-90), Reno,
  101. Nevada, Cilt 5, 346-351, 12-17 Ağustos 1990.
  102. Redlich, R.W. ve Berchowitz, D.M., “Linear
  103. Dynamics of Free-Piston Stirling Engine”,
  104. Proceedings of the Institution of Mechanical
  105. Engineers Part A: Power and Process
  106. Engineering, Cilt 199, No A3, 203-213, 1985.
  107. Karabulut, H., Öztürk, E. ve Çınar, C., “Dynamic
  108. Modelling and Investigation of Vibrations of a
  109. Single Cylinder Four-Stroke Diesel Engine”,
  110. Journal of the Faculty of Engineering and
  111. Architecture of Gazi University, Cilt 26, No 1,
  112. 183, 2011.
  113. Çınar, C., Topgül, T., Yücesu, H.S.,
  114. “Manufacturing and testing of a beta-type Stirling
  115. cycle engine”, Journal of the Faculty of
  116. Engineering and Architecture of Gazi
  117. University, Cilt 22, No 2, 411-415, 2007.
  118. Çınar, C., Koca, A., Karabulut, H., “An
  119. experimental investigation of the effects of
  120. various working fluids on stirling engine
  121. performance”, Journal of the Faculty of
  122. University, Cilt 20, No 2, 247-250, 2005.
  123. Özgören, Y.Ö., Çetinkaya, S., “Experimental
  124. study on the performance of a beta type stirling
  125. engine using helium and air as working gas”,
  126. Architecture of Gazi University, Cilt 24, No 2,
  127. 228, 2009.
  128. Karabulut, H., Yucesu, H.S., Çinar, C. ve Aksoy,
  129. F., “An Experimental Study on the Development
  130. of a β Type Stirling Engine for Low and
  131. Moderate Temperature Heat Sources”, Applied
  132. Energy, Cilt 86, No 1, 68-73, 2009.