RHOMBİC HAREKET MEKANİZMALI BİR STİRLİNG MOTORUNUN TASARIMI, İMALATI VE PERFORMANS TESTLERİ

Bu çalışmada, rhombic hareket mekanizmalı beta tipi bir Stirling motorunun tasarımı, imalatı ve performans testleri yapılmıştır. Piston yan sürtünme kuvvetlerini azaltmak, daha sessiz ve düşük titreşimli bir çalışma sağlamak amacıyla beta tipi olarak tasarlanan motorda rhombic hareket mekanizması kullanılmıştır. Motor, LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) yakıtlı bir ısıtıcı kullanılarak farklı şarj basınçlarında hava ve helyum gazı ile test edilmiştir. Yer değiştirme silindirinin 350 ºC ve 450 ºC sıcak uç sıcaklıklarında yapılan deneylerde motor hızına bağlı olarak moment ve güç değişimleri incelenmiştir. Motorun maksimum gücü 450 ºC sıcak uç sıcaklığı, 2 bar şarj basıncı ve çalışma maddesi olarak helyum ile 575 dev/min motor devrinde 95,77 W ve maksimum moment 410 dev/min motor devrinde 1,98 Nm olarak elde edilmiştir.

DESIGN, MANUFACTURING AND PERFORMANCE TESTS OF A STIRLING ENGINE WITH RHOMBIC DRIVE MECHANISM

In this study, a beta type Stirling engine having rhombic drive mechanism was designed, manufactured and tested. Due to the lower side thrust and vibration and more silent operation, rhombic drive mechanism was preferred and the engine was designed as beta type. The tests were conducted at different air and helium charge pressures using a LPG (liquefied petroleum gas) burner. The tests of the engine were conducted at 350 ºC and 450 ºC hot end temperatures of the displacer cylinder. Speed-torque and speed-power characteristics of the engine were investigated. The maximum power and torque obtained were 95.77 W at 575 rpm speed and 1.98 Nm at 410 rpm speed, respectively, at 450 ºC hot-end temperature, 2 bar charge pressure and helium as working fluid.

PDF

___

1. Kaygusuz, K., Sarı, A., Renewable energy potential and utilization in Turkey, Energy Conversion and Management, 44 (3), 459-478, 2003.
2. Aksoy, F., Karabulut, H., Çınar, C., The investigation of performance characteristics of a Stirling engine using solar simulator, 5th International Ege Energy Symposium and Exhibition, IEESE5, 236, June 27-30, Denizli, Turkey, 2010.
3. Yılmaz R., Parabolik yansıtıcılı güneş kolektörleri imal ve testi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1989.
4. Karabulut H. , Aksoy F., Güneş Enerjisi ile Çalışan Bir Stirling Motorunun Performans Testleri, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8(2), 55-62, 2011.
5. Çınar, C., Gama tipi bir Stirling motorunun tasarımı, imali ve performans analizi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2001.
6. Aksoy, F., Bir Stirling motoruna güneş enerjisi uygulanması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011.
7. Özgören, Y.Ö., Çetinkaya, S., Helyum ve havanın iş gazı olarak kullanıldığı beta tipi bir Stirling motorunun performansının deneysel olarak incelenmesi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 24(2), 221-228, 2009.
8. Çınar, C., Topgül, T., Yücesu, H.S., Stirling çevrimi ile çalışan beta tipi bir motorun imali ve performans testleri, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 22(2), 411-415, 2007.
9. Walker, G., Stirling Engines, United States by Oxford University Press, 1980.
10.Çınar, C., V tipi bir Stirling motorunun imali ve performans testleri, Teknoloji Dergisi, 8(3), 245- 252, 2005.
11. Thombare, D.G., Verma, S.K., Technological development in the Stirling cycle engines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(1), 1-38, 2008.
12.Çınar, C., Karabulut, H., Manufacturing and testing of a gamma type Stirling engine, Renewable Energy, 30, 57-66, 2005.
13. Martini, W. R., Stirling Engine Design Manual, U.S. Department of Energy, DOE/NASA/3152- 78/1, NASA CR-13518, 1978.
14. Meijer, R.J., The philips stirling thermal engine, Thesis, Technische Hogeschool Delft, 99-103, 1960.
15. Shendage, D.J., Kedare, S.B., Bapat, S.L., An analysis of beta type Stirling engine with rhombic drive mechanism, Renewable Energy, 36(1), 289-297, 2011.
16. Sripakagorn, A., Srikam, C., Design and performance of a moderate temperature difference Stirling engine, Renewable Energy, 36(6), 1728- 1733, 2011.
17. Karabulut, H., Aksoy, F., Öztürk, E., Thermodynamic analysis of a β type Stirling engine with a displacer driving mechanism by means of a lever, Renewable Energy, 34(1), 202-208, 2009.
18. Karabulut, H., Yücesu, H.S., Çınar, C., Aksoy, F., An experimental study on the development of a β-type Stirling engine for low and moderate temperature heat sources, Applied Energy, 86(1), 68-73, 2009.
19. Kongtragool, B., Wongwises, S., Performance of low-temperature differential Stirling engines, Renewable Energy, 32(4), 547-566, 2007.