स्टर्लिंग चक्र
स्टर्लिंग चक्र पुनर्योजी थर्मोडायनामिक चक्र का एक प्रकार है जो एक स्व-निहित काम करने वाले तरल पदार्थ का उपयोग करने में सक्षम है, और एक आंतरिक गर्मी विनिमय घटक है, या तो गर्मी को यांत्रिक गति या दूसरे तरीके से चारों ओर परिवर्तित करता है। यह स्टर्लिंग चक्र को इंजन, हीट पंप, प्रशीतन और कई अन्य अनुप्रयोगों में उपयोगी बनाता है। कई अलग-अलग इंजन डिजाइन स्टर्लिंग चक्र का उपयोग करते हैं, जिनमें से अधिकांश में एक या दो सिलेंडर होते हैं। विशिष्ट डिजाइन के बावजूद, इस चक्र का उपयोग करने वाला एक इंजन संपीड़न के चार चरणों, ऊष्मा का जोड़, विस्तार और गर्मी को हटाने के माध्यम से जाता है।
कई अलग-अलग बाहरी दहन इंजन हैं, जिनमें से प्रत्येक एक अलग प्रकार के थर्मोडायनामिक चक्र का उपयोग करता है। स्टीम इंजन रैंकिन चक्र के सिद्धांतों के तहत काम करते हैं, जो तरल और गैसीय दोनों अवस्थाओं में काम करने वाले तरल पदार्थ, जैसे पानी का उपयोग करता है। अतिरिक्त तरल पदार्थों को समय-समय पर जोड़ा जाना चाहिए, जिससे इन प्रणालियों की दक्षता कम हो सके। स्टर्लिंग चक्र, जिसे मूल रूप से 1816 में रैंकिन चक्र के प्रतिद्वंद्वी के रूप में आविष्कार किया गया था, एक कार्यशील तरल का उपयोग करता है जिसे सिस्टम के भीतर सील कर दिया जाता है। ज्यादातर मामलों में, स्टर्लिंग इंजन में काम करने वाला तरल पदार्थ हवा है।
स्टर्लिंग चक्र के पीछे मूल विचार काम कर रहे तरल पदार्थ की एक मात्रा के हीटिंग, और बाद में शीतलन के चारों ओर घूमता है। यह द्रव के थर्मल विस्तार और संकुचन का कारण बनता है, जिसका उपयोग यांत्रिक कार्य करने के लिए किया जा सकता है। ज्यादातर मामलों में, पिस्टन को एक चक्का से जोड़कर पूरा किया जाता है। जैसा कि सिस्टम के भीतर तरल पदार्थ फैलता है और सिकुड़ता है, पिस्टन ऊपर और नीचे चला जाता है, जिससे चक्का बदल जाता है। स्टर्लिंग चक्र को इस तथ्य के कारण पुनर्योजी चक्र के रूप में संदर्भित किया जाता है कि द्रव स्वयं निहित है, और द्रव का एक ही मात्रा संपीड़न कक्ष और विस्तार कक्ष दोनों में उपयोग किया जाता है।
स्टर्लिंग चक्र का उपयोग इंजनों तक सीमित नहीं है, क्योंकि प्रक्रिया भी प्रतिवर्ती है। इसका मतलब है कि यह एक उपकरण के लिए संभव है जो इस चक्र का उपयोग गर्मी पंप के रूप में कार्य करता है यदि यांत्रिक शक्ति की आपूर्ति की जाती है। इस मामले में, बाहरी यांत्रिक शक्ति का उपयोग पिस्टन को चलाने के लिए किया जाता है, जो विस्तार कक्ष और संपीड़न कक्ष के बीच काम कर रहे तरल पदार्थ को पंप करता है। जिस तरह से एक उपकरण स्थापित किया गया है, उसके आधार पर, चक्र के इस उलटाव का उपयोग गर्मी पंप, प्रशीतन उपकरण, या किसी अन्य अनुप्रयोग में किया जा सकता है जिसमें गर्मी ऊर्जा के हस्तांतरण की आवश्यकता होती है।
