Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri

ARSLAN, MUHAMMED; ÖZGÖREN, YAŞAR ÖNDER; Aksoy, Fatih; KARABULUT, Halit; Cinar, Can; SOLMAZ, Hamit

Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri

Halit KARABULUT, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Can ÇINAR, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Fatih AKSOY, (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Afyonkarahisar, Türkiye)

Hamit SOLMAZ, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Yaşar Önder ÖZGÖREN, (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Afyonkarahisar, Türkiye)

Muhammed ARSLAN (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Afyonkarahisar, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

11 5

Yıl: 2016 Cilt: 31 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 879 - 888 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri

Öz:

Bu çalışmada, beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir Stirling motorunun termodinamik analizi, tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Motorun termodinamik analizi nodal analiz metodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 200, 300 ve 400 W/m2K ısı taşınım katsayıları için 2 bar şarj basıncında motor güçleri tahmin edilmiştir. Motorun performans testlerinde ısı kaynağı olarak LPG yakıtlı bir ısıtıcı kullanılmıştır. Çalışma maddesi olarak hava kullanılmıştır. Şarj basıncı 1-4 bar aralığında değiştirilerek motor performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneyler 773±5 K sıcak kaynak ve 300 K soğuk kaynak sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Maksimum motor gücü 2 bar şarj basıncı ve 408 dev/dk motor devrinde 158,53 W olarak elde edilmiştir. Maksimum motor momenti ise 3 bar şarj basıncı ve 262 dev/dk motor devrinde 4,69 Nm olarak elde edilmiştir. Maksimum motor gücünün elde edildiği koşullar, nodal analiz programında kullanılarak ısı taşınım katsayısı 268,3 W/m2K olarak elde edilmiştir.

Anahtar Kelime:

Design and performance tests of a beta type rhombic driven stirling engine

Öz:

In this study, thermodynamic analysis, design and manufacturing of a beta type Stirling engine with rhombic drive mechanism have been carried out. Thermodynamic analysis of the engine has been carried out using nodal analysis method. Engine powers were estimated for 200, 300 and 400 W/m2K heat transfer coefficient and 2 bar charge pressure. LPG fuel burner was used as heat source at engine performance tests. Air was used as working fluid. In the experiments, the effect of charge pressure on engine performance was investigated by varying charge pressure between 1 and 4 bar. The experiments were carried out at hot source temperature of 773±5 K and cold source temperature of 300 K. Maximum engine power was obtained as 158.53 W at 2 bar charge pressure and 408 rpm engine speed. Maximum engine torque was obtained as 4.69 Nm at 3 bar charge pressure and engine speed of 262 rpm. Heat transfer coefficient was obtained as 268.3 W/m2K by using the conditions providing maximum engine power in nodal analysis.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Ahmadi P., Dincer I., Rosen M.A., Development and assessment of an integrated biomass-based multi- generation energy system, Energy, 56, 155-166, 2013.
Walker G., Stirling Engines, United States by Oxford University Press, 1980.
Solmaz H., Karabulut H., Performance comparison of a novel configuration of beta-type Stirling engines with rhombic drive engine, Energy Conversion and Management, 78, 627-633, 2014.
García Canseco E., Alvarez Aguirre A., Scherpen J.M.A., Modeling for control of a kinematic wobble- yoke Stirling engine, Renewable Energy, 75, 808-817, 2015.
Cheng C.H., Yang H.S., Analytical model for predicting the effect of operating speed on shaft power output of Stirling engines, Energy, 36 (10), 5899-5908, 2011.
Hooshang M., Moghadam R.A., Nia S.A., Masouleh M.T., Optimization of Stirling engine design parameters using neural networks, Renewable Energy, 74, 855-866, 2015.
Glushenkov M., Sprenkeler M., Kronberg A., Kirillov V., Single-piston alternative to Stirling engines, Applied Energy, 97, 743-748, 2012. 8. Thombare D.G., Verma S.K., Technological development in the Stirling cycle engines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12 (1), 1-38, 2008.
Çınar C., Topgül T., Yücesu H.S., Manufacturing and testing of a ?-type Stirling cycle engine, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 22 (2), 411-415, 2007.
Karabulut H., Solmaz H., Okur M., Şahin F., Dynamic and thermodynamic analysis of gamma type free pıston Stirling engine, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28 (2), 265-273, 2013.
Cheng C.H., Yu Y.J., Combining dynamic and thermodynamic models for dynamic simulation of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism, Renewable Energy, 37 (1), 161-173, 2012.
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.
Çınar C., Thermodynamic analysis of an alpha-type Stirling engine with variable phase angle, Journal of Mechanical Engineering Science, 221 (8), 949-954, 2007.
Kongtragool B., Wongwises S., A review of solar- powered Stirling engines and low temperature differential Sustainable Energy Reviews, 7 (2), 131-154, 2003.
Çınar C., Koca A., Karabulut H., An experimental investigation of the effects of various working fluids on Stirling engine performance, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 20 (2), 247-250, 2005.
Çınar C., Yücesu S., Topgül T., Okur M., Beta-type Stirling engine operating at atmospheric pressure, Applied Energy, 81 (4), 351-357, 2005.
Kontragool B., Wongwises S., A four power-piston low-temperature differential Stirling engine powered using simulated solar energy as a heat source, Solar Energy, 82, 493-500, 2008.
Tavakolpour A.R., Zomorodian A., Golneshan A.A., Simulation, construction and testing of a two-cylinder solar stirling engine powered by a flat-plate solar collector without regenerator, Renewable Energy, 33 (1), 77-87, 2008.
Karabulut H., Yücesu H.S., Çınar C., Aksoy F., An experimental study on the development of a ?-type Stirling engine for low and moderate temperature heat sources, Applied Energy, 86 (1), 68-73, 2009.
Sripakagorn A., Srikam C., Design and performance of a moderate temperature difference Stirling engine, Renewable Energy, 36 (6), 1728-1733, 2011.
Cheng C.H., Yang H.S., Keong L., Theoretical and experimental study of a 300-W beta-type Stirling Engine, Energy, 59, 590-599, 2013.
Hachem H., Gheith R., Aloui F., Nasrallah S.B., Numerical characterization of a ?-Stirling engine considering losses and interaction between functioning parameters, Energy Conversion and Management, 96, 532-543, 2015.
Duan C., Sun C., Shu S., Ding G., Jing C., Chang J., Similarity design and experimental investigation of a beta-type Stirling engine with a rhombic drive mechanism, International Journal of Energy Research, 39, 191-201, 2015.
Çınar C., Aksoy F., Okur M., Design, manufacturing and performance tests of a stirling engine with rhombic drive mechanism, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28 (4), 795-801, 2013.

APA	KARABULUT H, Cinar C, Aksoy F, SOLMAZ H, ÖZGÖREN Y, ARSLAN M (2016). Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. , 879 - 888.
Chicago	KARABULUT Halit,Cinar Can,Aksoy Fatih,SOLMAZ Hamit,ÖZGÖREN YAŞAR ÖNDER,ARSLAN MUHAMMED Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. (2016): 879 - 888.
MLA	KARABULUT Halit,Cinar Can,Aksoy Fatih,SOLMAZ Hamit,ÖZGÖREN YAŞAR ÖNDER,ARSLAN MUHAMMED Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. , 2016, ss.879 - 888.
AMA	KARABULUT H,Cinar C,Aksoy F,SOLMAZ H,ÖZGÖREN Y,ARSLAN M Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. . 2016; 879 - 888.
Vancouver	KARABULUT H,Cinar C,Aksoy F,SOLMAZ H,ÖZGÖREN Y,ARSLAN M Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. . 2016; 879 - 888.
IEEE	KARABULUT H,Cinar C,Aksoy F,SOLMAZ H,ÖZGÖREN Y,ARSLAN M "Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri." , ss.879 - 888, 2016.
ISNAD	KARABULUT, Halit vd. "Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri". (2016), 879-888.

APA	KARABULUT H, Cinar C, Aksoy F, SOLMAZ H, ÖZGÖREN Y, ARSLAN M (2016). Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(4), 879 - 888.
Chicago	KARABULUT Halit,Cinar Can,Aksoy Fatih,SOLMAZ Hamit,ÖZGÖREN YAŞAR ÖNDER,ARSLAN MUHAMMED Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 31, no.4 (2016): 879 - 888.
MLA	KARABULUT Halit,Cinar Can,Aksoy Fatih,SOLMAZ Hamit,ÖZGÖREN YAŞAR ÖNDER,ARSLAN MUHAMMED Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.31, no.4, 2016, ss.879 - 888.
AMA	KARABULUT H,Cinar C,Aksoy F,SOLMAZ H,ÖZGÖREN Y,ARSLAN M Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2016; 31(4): 879 - 888.
Vancouver	KARABULUT H,Cinar C,Aksoy F,SOLMAZ H,ÖZGÖREN Y,ARSLAN M Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2016; 31(4): 879 - 888.
IEEE	KARABULUT H,Cinar C,Aksoy F,SOLMAZ H,ÖZGÖREN Y,ARSLAN M "Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31, ss.879 - 888, 2016.
ISNAD	KARABULUT, Halit vd. "Beta tipi rhombic hareket mekanizmalı bir stirling motorunun tasarımı ve performans testleri". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 31/4 (2016), 879-888.