HesapHanem

Stirling Çevrimi Verimi Hesaplayıcı

Sıcak ve soğuk sıcaklıkları kelvin olarak girin.

Nasıl hesaplanır?

Araç ideal verimi hesaplar: η = 1 - Tc / Th. Burada Th sıcak kaynağın, Tc soğuk kuyunun sıcaklığıdır ve ikisi de kelvin cinsindendir. Verim yüzde olarak, Tc / Th oranıyla birlikte dört ondalıkla gösterilir.

Mükemmel rejenerasyonlu ideal bir Stirling çevrimi, aynı iki sıcaklık arasındaki Carnot çevrimiyle aynı verime sahiptir; bu yüzden "verim" ve "Carnot eşdeğeri" satırları her zaman aynı değeri gösterir. Rejeneratör etkinliği, sürtünme ya da ısı geçişi kayıpları için girdi yoktur; sonuç bir üst sınırdır, gerçek bir motor için tahmin değildir. Araç Th > Tc > 0 şartını arar: eşit sıcaklıklar, sıcaktan yüksek bir soğuk taraf ya da sıfır veya negatif değer sonuç vermez.

Örnek hesaplama

Sıcak tarafın 900 K'de, soğuk tarafın 320 K'de çalıştığını varsayalım. Sıcaklık oranı Tc / Th = 320 / 900 = 0,3556'dır. Verim 1 - 0,3556 = 0,6444 olur ve araç bunu %64,44 olarak gösterir. Bu, o sıcaklıklar arasında herhangi bir ısı motorunun ulaşabileceği en iyi değerdir; gerçek bir Stirling motoru belirgin biçimde daha azına ulaşır. Aralığı genişletmek, örneğin 900 K kaynak ve 300 K kuyu, ideal değeri %66,67'ye çıkarır.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Sıcaklıkları Celsius ya da Fahrenheit olarak girmek. Formül mutlak sıcaklık ister: Celsius diye yazılan 600 ve 27 değerleri %95,50 verir, doğru kelvin değerleri (873,15 K ve 300,15 K) ise %65,62 verir.
  • Soğuk sıcaklığı sıcak alanına yazmak. Araç sıcak değerin daha büyük olmasını bekler, aksi halde sonuç vermez.
  • Sonucu gerçek bir motorun verimi olarak sunmak. Rejenerasyon hiçbir zaman mükemmel değildir ve sürtünme ile ısı geçişi kayıpları her zaman vardır; gerçek motorlar bu sınırın altında kalır.
  • Kaynak ve kuyu sıcaklığı yerine çalışma gazının sıcaklıklarını kullanmak. Sınır, motorun gerçekte ısı alıp verdiği hazneler arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır.
  • İkinci satırın farklı çıkmasını beklemek. Mükemmel rejenerasyonlu Stirling çevrimi Carnot'ya eşit olduğundan iki satır tasarım gereği aynıdır.

Bu hesaplama hakkında

Stirling çevrimi verimi hesaplayıcı, sıcak hazne sıcaklığı Th ile soğuk hazne sıcaklığı Tc arasında çalışan bir Stirling motorunun ideal termal verimini η = 1 − Tc/Th formülüyle hesaplar (her iki sıcaklık da kelvin cinsindendir). Dikkat çekici şekilde bu değer tam olarak Carnot verimine eşittir — bu iki sıcaklık arasında çalışan herhangi bir ısı motoru için teorik üst sınır — çünkü Stirling çevriminin sabit hacimli ısı alışverişlerinin mükemmel rejenerasyon yoluyla, hiçbir net entropi üretmeden gerçekleştiği varsayılır.

Gerçek Stirling motorları bu ideal değere asla ulaşamaz çünkü rejenerasyon hiçbir zaman mükemmel değildir ve her zaman sürtünme, ısı transferi ve basınç kayıpları vardır; ancak teorik üst sınır yine de sıcaklık aralığı ve rejeneratör kalitesiyle ilgili tasarım kararlarına yol gösterir. Güneş enerjili termal santraller, kriyosoğutucular veya kombine ısı-güç üniteleri için Stirling motoru tasarlayan makine mühendisleri ile termodinamik öğrencileri, gerçek dünya kayıplarını hesaba katmadan önce teorik verim sınırını bulmak için bu hesaplayıcıyı kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Soğuk taraf çoğunlukla ortam sıcaklığına yakın kaldığı için asıl ayar sıcak taraftadır: 300 K'lik soğuk kaynağa karşı 900 K'lik sıcak kaynak %66,67, 1.200 K'lik kaynak ise %75 verir. İkisi de üst sınırdır; araçta rejeneratör veya sürtünme kaybı girişi olmadığından gerçek bir motor bunların altında kalır. Güneş çanağı ya da atık ısı ünitesi boyutlandırıyorsanız hangi kaynak sıcaklığını varsayıyorsunuz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar