Inserisco questa ricerca di sintesi relativa ad una Striling operante con camme, senza sapere in quale categoria alpha / beta / gamma classificarla ...
La sorgente calda è composta da 2 lati con alette (rosso vivo + rosso), il pistone mobile di 2 lati con alette (rosa, azzurro) separate da un isolante, e infine la sorgente fredda da 2 lati con alette (blu e blu oltremare) ). La sorgente fredda è forata per permettere il passaggio delle aste mosse dalla camma del pistone. Ho disegnato solo 2 canne e una camma 2x180 ° ma idealmente ne servirebbero 3 e una camma a geometria trippa 3x120 ° ...
Il ciclo teorico di Stirling è caratterizzato da riscaldamento isocoro, espansione isotermica, raffreddamento isocoro e infine compressione isotermica. Il vantaggio delle camme è quello di poter gestire lo spostamento dei pistoni in modo indipendente, e quindi di rispettare i 4 momenti del ciclo, minimizzando le fasi intermedie del ciclo reale.
L'adozione di pistoni ad ampia superficie di scambio e di contatto consente di ottimizzare il trasferimento degli scambi termici tra sorgente calda e pistone "caldo" e sorgente fredda e pistone "freddo", e tra questi e il gas. Il volume morto è quasi zero.
Il trasferimento del gas tra le zone calde e fredde è effettuato da più fori attraverso il pistone (per ridurre al minimo la caduta di velocità / pressione nei fori) e la zona isolante che separa le sue facce calde e fredde.
Va anche notato che non c'è il rigeneratore: se il volume morto è molto piccolo rispetto al volume utile, il rigeneratore diventa inutilizzabile.
Qui, per comodità, la camicia non è visibile, la sorgente calda è ferma, la sorgente fredda si muove, anche il pistone bifacciale si muove in modo più significativo, a seconda del rapporto di compressione previsto.
Chiaramente lo spostamento del pistone e della sorgente fredda avviene come segue (scusate un video sarebbe stato meglio, ma non ho trovato il modo per includerlo):
- riscaldamento isocoro: il pistone e la sorgente fredda sono fermi in posizione intermedia, il pistone freddo si raffredda a contatto con la sorgente fredda, il gas è in volume alto, riscaldato tra le alette;
- espansione isotermica: il pistone e la sorgente fredda scendono contemporaneamente, il volume freddo rimane zero;
- trasferimento isocoro: il pistone si solleva a contatto con la sorgente calda, provocando il trasferimento del gas nella zona fredda, la sorgente fredda rimane ferma;
- raffreddamento isocoro: il pistone e la sorgente fredda sono stazionari, il gas si raffredda a contatto con le alette fredde;
- compressione isotermica: la sorgente fredda si alza, il pistone rimane a contatto con la sorgente calda;
- trasferimento isocoro: il pistone scende a contatto con la sorgente fredda che rimane ferma, il gas passa nella zona calda.
L'energia meccanica viene recuperata da un volano solidale alle camme.