Die Erfindung beutet aus, von Vorliebe
mit einer
gasförmigen Kühlflüssigkeit, dem
thermodynamischen
Zyklus von Stirling. Der Motorzyklus eines Stirling erreicht die
folgenden Schritte, wie gezeigt auf die Figuren 1A et 1B (P :
Druck;
V : Volumen; T : Temperatur ; S : Entropie der Flüssigkeit) :
- 1 -> 2: Isothermische Verdichtung
auf dem Kontakt der kalten Quelle bei der Temperatur Tf ; die
Flüssigkeit entwickelt sich von einem maximalen Volumen Vmax zu
einem Mindestvolumen Vmin,
- 2 -> 3: Isochoric-Heizung beim
Volumen Vmin, mit einer Zunahme des Druckes der Flüssigkeit,
- 3 -> 4: Isothermische
Entspannung zum Kontakt
der Hitzequelle beim Temperatur Tc, die Flüssigkeit
entwickelt sich vom Volumen
Vmin zu Vmax,
- 4 -> 1: Isochoric
Abkühlen, mit dem Volumen Vmax und einem Abnehmen vom Druck
der Flüssigkeit.
Die Phasen 2 -> 3 und 4 ->
1 sind isochoric und
nemmen oder liefert keine Arbeit zum gaz: 2 -> 3 erreicht die
Heizung Gas von Tf
zu Tc und 4 -> 1
von Tc zu Tf.
Im Gegenteil finden die Tausche
mechanischer Arbeit während der Phasen statt, 1
-> 2 und 3 -> 4 :
- Während der Phase 1 ->
2, der isothermische
Charakter der Verdichtung gibt der kalten Quelle eine thermale
Übertragung von der
Flüssigkeit
und erlegt die Versorgung einer mechanischen Arbeit zur
Flüssigkeit auf.
- Während der Phase 3 -> 4, der
isothermische
Charakter der Entspannung erlegt eine thermale Übertragung von
der
heißen Quelle zur
Flüssigkeit auf: so das
Flüssigleit läßt größere
mechanische Arbeit als
während der
Verdichtung 1 ->
2 zurück,
das ist, warum der Zyklus Motor ist.
Robert Stirling beschloß schnell, seinen Motor zu verbessern
durch das Ausstatten davon mit einem Regenerator.
Dieser Regenerator erlaubt der
Flüssigkeit, während seines isochoric Heizung 2->
3, die
Hitze, dass es während seines
isochoric Abkühlung 4
-> 1 gelasst hat.
Dank zu diesem interal heizt
Wiederverwertung, die thermodynamische Ausgabe von Stirlings Zyklus
mit Regenerator erreicht die Ausgabe von Carnots Motorzyklus :
RC
= 1 - Tf / Tc
mit RC
= produzierte mechanische Arbeit vom fluid
von
der heißen Quelle genommene
Hitze bei der Flüssigkeit
Für einen Rezeptorzyklus, wie
die Figuren
1C und 1D illustrieren,
der Verlauf des Zyklus wird umgekehrt :
- 1 -> 4: Isochoric-Heizung beim
Volumen Vmax, mit einem Zunehmen von dem Druck der Flüssigkeit,
- 4 -> 3: Isothermische
Verdichtung auf dem
Kontakt der heißen Quelle bei einem Temperatur Tc, die
Flüssigkeit entwickelt sich von einem maximum
Volumen Vmax zu einem Mindest
Volumen Vmin,
- 3 -> 2: Isochoric
Abkühlung, beim Volumen Vmin, mit dem Abnehmen vom Druck der
Flüssigkeit,
- 2 -> 1: Isothermische
Entspannung zum Kontakt
der kalten Quelle bei einem température Tf ; die
Flüssigkeit
entwickelt sich von Vmin zu Vmax.
Die Phasen 1 -> 4 et 3 ->
2 sind isochoric und
nehmen oder liefern keine Arbeit zur Flüssigkeit. Sie sind
nur thermale Übertragungsphasen: 1 -> 4
erreicht die Temperatur der
Flüssigkeit von Tf zu Tc und 3 ->
2 von Tc zu Tf.
Während der Phase 4 ->
3, der isothermische Charakter
der Verdichtung gibt der heißen Quelle eine thermale
Übertragung von der Flüssigkeit und erlegt die
Versorgung
einer mechanischen Arbeit zur Flüssigkeit auf.
Während der Phase 2 ->
1, der isothermalcharacter
der Entspannung erlegt eine thermale Übertragung von der
kalten
Quelle zur Flüssigkeit auf und zwingt die
Flüssigkeit,
kleiner mechanische Arbeit zurückzulassen während der
Verdichtung erhalten, 4 ->
3. das ist, warum der
Zyklus Rezeptor ist.
So
kann der Motor unter
der Bedingung ihm etwas
mechanische Arbeit zu übermitteln, als eine Kühlschrank
oder eine Hitzepumpe benutzt
werden. Wenn der
Motor mit einem Regenerator
ausgerüstet ist, versuchen die
thermodynamischen Effizienzen
des Zyklus jene von Carnots Rezeptorzyklus genauer :
EF
= von der
kalten Quelle genommene Hitze
bei der
Flüssigkeit
Mechanische
Arbeit lieferte zur Flüssigkeit
EFC
= Tf / (Tc - Tf) ist die erfrischende Effizienz
EFC ist die
Effizienz einer idealen Kühlmaschine von Carnot.
EG
= von der
heißen Quelle gegebene Hitze
bei der
Flüssigkeit
Mechanische Arbeit lieferte zum
Flüssigkeit
ECC
= Tc / (Tc - Tf) ist die Heizungseffizienz.
ECC ist die
Effizienz einer idealen Hitzemaschine von Carnot.
Diese wenigen Ideen von
Thermodynamik, werden erlauben, die Grenzen der
gegenwärtigen Kunst von den Maschinen des Stirling und den
mehrfachen Vorteilen der gegenwärtigen Erfindung (1) besser
zu verstehen.
