Ano ang libreng piston stirling cooler

Ang isang libreng piston stirling cooler ay isang uri ng stirling ref na gumagamit ng isang libreng mekanismo ng piston sa halip na isang crankshaft o iba pang mekanikal na link upang himukin ang paggalaw ng piston. Ang disenyo na ito ay pinapasimple ang konstruksyon at nagpapabuti sa kahusayan at pagiging maaasahan ng system. Narito ang isang pangkalahatang -ideya ng mga sangkap nito, prinsipyo ng pagtatrabaho, at mga pakinabang:

Mga sangkap

Compressor:

Naglalaman ng isang piston na pumipilit sa gumaganang gas (karaniwang helium).

Expander:

Naglalaman ng isang pangalawang piston na nagpapalawak ng gumaganang gas, sumisipsip ng init mula sa paligid.

Regenerator:

Ang isang maliliit na matrix na pansamantalang nag -iimbak ng init mula sa gumaganang gas sa panahon ng compression at pinakawalan ito sa panahon ng pagpapalawak, pagpapabuti ng kahusayan.

Heat exchangers:

Dalawang heat exchangers (isang mainit, isang malamig) ang nagpapadali sa paglipat ng init papunta at mula sa gumaganang gas.

Prinsipyo ng pagtatrabaho

Ang libreng piston stirling cooler ay nagpapatakbo sa parehong pangunahing mga prinsipyo ng thermodynamic bilang tradisyonal na stirling cycle ngunit may ilang mga pangunahing pagkakaiba sa mga mekanika:

Compression:

Ang piston sa compressor ay pumipilit sa gumaganang gas, na nagdaragdag ng temperatura nito. Ang mainit na gas na ito pagkatapos ay dumadaloy sa pamamagitan ng regenerator, paglilipat ng ilan sa init nito sa materyal na regenerator.

Pagtanggi ng init:

Ang gas, ngayon ay mas cool ngunit nasa ilalim pa rin ng mataas na presyon, lumilipat sa mainit na heat exchanger, kung saan naglalabas ito ng init sa paligid.

Pagpapalawak:

Ang gas pagkatapos ay dumadaloy sa expander kung saan lumalawak ito, binabawasan pa ang temperatura nito. Ang malamig na gas na ito ay sumisipsip ng init mula sa malamig na heat exchanger, na nagbibigay ng epekto sa paglamig.

Init pagsipsip:

Sa wakas, ang gas ay bumalik sa tagapiga, na dumadaan sa regenerator upang mabawi ang init na nakaimbak sa panahon ng compression, at paulit -ulit ang pag -ikot.

Mga kalamangan ng libreng piston stirling coolers

Mataas na kahusayan:

Ang libreng disenyo ng piston ay binabawasan ang mga pagkalugi sa mekanikal at nagbibigay -daan para sa mas mahusay na operasyon, na madalas na nakamit ang mga kahusayan na malapit sa teoretikal na maximum para sa stirling cycle.

Pagiging maaasahan at kahabaan ng buhay:

Sa mas kaunting mga gumagalaw na bahagi at ang pag -aalis ng mga mekanikal na link tulad ng mga crankshafts, ang sistema ay hindi gaanong madaling kapitan ng pagsusuot at luha, na nagreresulta sa mas mataas na pagiging maaasahan at mas mahabang buhay sa pagpapatakbo.

Mababang panginginig ng boses at ingay:

Ang libreng mekanismo ng piston ay bumubuo ng mas kaunting mekanikal na panginginig ng boses at ingay kumpara sa tradisyonal na mga stirling engine, na ginagawang angkop para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng tahimik na operasyon.

Compact at magaan:

Ang disenyo ay karaniwang mas compact at mas magaan kaysa sa tradisyonal na mga stirling engine, na maaaring maging kapaki-pakinabang sa mga application na pinipilit ng espasyo o sensitibo sa timbang.

Kakayahang umangkop sa orientation:

Ang mga libreng piston stirling cooler ay maaaring gumana sa anumang orientation, na ginagawa silang maraming nalalaman para sa iba't ibang mga aplikasyon kabilang ang aerospace at portable system.

Mga Aplikasyon

Ang mga libreng piston stirling cooler ay ginagamit sa iba't ibang mga patlang:

Cryogenics: Para sa paglamig ng mga sensor ng infrared, superconductors, at iba pang mga cryogenic na aparato.

Paggalugad ng Space: Para sa mga instrumento sa paglamig sa mga satellite at mga probes ng espasyo kung saan kritikal ang pagiging maaasahan at kahusayan.

Mga aparatong medikal: Para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng tumpak na kontrol sa temperatura at mababang ingay, tulad ng mga MRI machine at mga sistema ng imbakan ng dugo.

Militar at Depensa: Para sa paglamig ng mga thermal imaging aparato at iba pang sensitibong elektronikong kagamitan.

Sa pangkalahatan, ang mga libreng piston stirling cooler ay pinagsama ang mga benepisyo ng kahusayan ng stirling cycle na may isang mas simple, mas matatag na disenyo ng mekanikal, na ginagawa silang isang kaakit -akit na pagpipilian para sa maraming mga advanced na aplikasyon ng paglamig.