Mesin Stirling atau Motor bakar stirling

Mesin stirling atau Motor bakar stirling

Mesin stirling atau Motor bakar stirling adalah salah satu mesin kalor dan didefinisikan sebagai mesin regenerasi udara panas siklus tertutup.

Dalam konteks ini, siklus tertutup berarti bahwa fluida kerjanya secara permanen terkurung di dalam sistem.

Dimana mesin siklus terbuka seperti mesin pembakaran internal dan beberapa mesin uap, menukarkan fluida kerjanya dengan lingkungan sekitar sebagai bagian dari siklus kerja.

Regenerasi berarti bahwa adanya penggunaan alat penukar panas internal, yang dapat meningkatkan efisiensi mesin.

gambar dari wikipedia.org

Gambar diatas menunjukkan sebuah Mesin Stirling tipe Alpha, yang terdapat warna merah untuk menunjukkan suhu tinggi dan warna biru untuk suhu rendah

Banyak sekali kemungkinan dari penggunaan mesin stirling ini, dengan mayoritas masuk ke kategori mesin dengan piston tolak balik.

Mesin stirling secara tradisional diklasifikasikan ke dalam mesin pembakaran eksternal, meskipun panas bisa didapatkan dari sumber selain pembakaran seperti tenaga matahari maupun nuklir.

Mesin stirling beroperasi melalui penggunaan sumber panas eksternal dan heat sink eksternal, masing-masing dijaga agar memiliki perbedaan temperatur yang cukup besar.

Sejarah

Mesin Stirling ditemukan pertama kali oleh Robert Stirling dan dipatenkan pada tahun 1816.

gambar dari stirlingultracold.com

Robert Stirling menemukan ide tersebut dan dianugerahi hak paten untuk mesin Stirling pertama pada tahun 1816.

Sejak itu penemuannya pertama kali digunakan sebagai alat pendingin pada tahun 1834 oleh astronom John Herschel.

Kemudian John Gorrie, seorang imigran Skotlandia yang tinggal di AS, dikenal pada tahun 1876 sebagai orang pertama yang menggunakan mesin untuk memproduksi es.

Ketiga orang ini dianggap oleh kami sebagai bapak pendiri mesin Stirling.

Mereka memetakan cara yang mengarahkan kami untuk memproduksi freezer ultra-rendah yang paling hemat energi di industri.

Tujuan

Dalam usaha meningkatkan konversi yang bisa didapat dari perubahan energi panas ke kerja, mesin stirling memiliki potensi untuk mencapai efisiensi tertinggi dari semua mesin kalor.

Secara teori sampai efisiensi maksimal mesin Carnot, meskipun dalam praktiknya usaha ini terus dibatasi oleh berbagai sifat-sifat non-ideal.

Dari baik itu fluida kerjanya maupun bahan dari mesin itu sendiri, seperti gesekan, konduktivitas termal, kekuatan tensile, creep, titik lebur, dan lainnya.

Mesin ini dapat dioperasikan melalui berbagai sumber panas yang dapat mencukupi, seperti tenaga matahari, kimia maupun nuklir.

Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mesin Stirling memiliki potensi untuk lebih efisien, lebih tenang, dan lebih mudah perawatannya.

Belakangan ini, keuntungan mesin Stirling terus meningkat.

Hal ini dimungkinkan dengan adanya kenaikan harga energi, kelangkaan sumber energi, sampai kepedulian tentang masalah lingkungan seperti pemanasan global.

Ketertarikan yang meningkat terhadap mesin Stirling ini berakibat dengan terus bertambahnya penelitian mengenai peralatan Stirling tersebut.

Aplikasinya termasuk pemompaan air, astronautik, dan sebagai pembangkit listrik untuk sumber-sumber panas yang tidak sesuai dengan mesin pembakaran dalam seperti energi matahari.

Karakteristik mesin Stirling yang berguna lainnya adalah jika yang disuplai energi mekanik maka ia dapat beroperasi sebagai heat pump.

Jenis Mesin Stirling

Stirling alfa

Berisi kekuatan dua piston dalam silinder yang terpisah, satu berada di bagian dingin dan satunya berada di bagian panas.

Silinder panas terletak di dalam suhu tinggi penghantar panas (silinder yang dibakar) dan silinder dingin terletak di dalam displacer suhu rendah.

Jenis mesin ini memiliki rasio power-to-volume tinggi, namun memiliki masalah teknis karena apabila suhu piston tinggi biasanya panas akan merambat ke pipa pemisah silinder.

Dalam praktiknya, piston ini biasanya membawa isolasi yang cukup besar untuk bergerak jauh dari zona panas dengan mengorbankan beberapa ruang mati tambahan.

Stirling beta

Memiliki piston daya tunggal yang diatur dalam silinder yang sama pada poros yang sama sebagai displacer piston.

Silinder piston displacer yang cukup longgar hanya berfungsi untuk antar jemput gas panas dari silinder panas ke silinder dingin.

Ketika silinder dipanaskan, gas mendorong dan memberikan piston kekuatan.

Ketika piston terdorong ke dingin (titik bawah) silinder mendapat momentum dari mesin, dan ditingkatkan dengan roda gila.

Tidak seperti jenis alfa, jenis beta tidak akan menyebabkan isolator (pipa pemisah jika dalam bentuk alfa) menjadi panas.

Stirling gamma

Mesin stirling gamma hanyalah sebuah mesin stirling beta, di mana piston tenaga sudah terpasang di dalam silinder terpisah samping silinder piston displacer, tapi masih terhubung ke roda gila sama.

Gas dalam dua silinder dapat mengalir bebas karena mereka berada dalam satu tubuh.

Konfigurasi ini menghasilkan rasio kompresi lebih rendah, tetapi mekanis ini cukup sederhana dan sering digunakan didalam mesin stirling multisilinder.

gambar dari ohio.edu

Penutup

Demikian artikel mengenai Mesin Stirling atau Motor bakar stirling, jika ada pertanyaan atau saran untuk kami dapat disampaikan melalui kolom komentar.

Baca artikel lain :

Sumber referensi :

wikipedia.org
berbagai sumber yang tercantum di artikel ini

Lokasi:

Informasi Mesin

Mesin Stirling atau Motor bakar stirling