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史特林循環

斯特林循 環是一 種重要的 熱力 學循 環,全 稱 「斯特林 熱 氣 機理想循 環 」,亦 稱 「活塞式 熱 氣 發 動 機理想循 環 」,俗 稱 「 熱 氣 機循 環 」。它是由 兩個定容吸 熱 過程和 兩個定 溫膨 脹 過程 組成的可逆循 環,其中定容放 熱 過程放出的 熱量恰好 等於定容吸 熱 過程所吸收的 熱量。 這 個循 環由英 國工程 師 羅伯特·斯特林 於1816年首次提出,因此以其名字命名。

斯特林循 環的 過程 包括:

等 溫吸 熱:工 質在定 溫下 從高 溫 熱源吸收 熱量,同 時推 動活塞做功。

等容放 熱:工 質在定容 條件下向回 熱器放出 熱量, 壓力和 溫度降低。

等 溫放 熱:工 質在定 溫下向低 溫 熱源放出 熱量,同 時被活塞 壓 縮。

等容吸 熱:工 質在定容 條件下 從回 熱器吸收 熱量, 壓力和 溫度升高,回到初始 狀 態,完成 一個循 環。

斯特林循 環的 熱效率 為ηt=W/Q1,其中W 為 輸出的 淨功,Q1 為 輸入的 熱量。 這 個公式表明,斯特林循 環的效率 僅 取決於高 溫 熱源T1和低 溫 熱源T2的 溫度,且在T1和T2之 間 時,其效率 等於相同 溫度 範圍 內的卡 諾循 環效率。因此,斯特林 發 動 機是一 種具有 較高效率的 熱力 發 動 機。此外,斯特林循 環也可以反向操作,成 為一 種高效的 制冷機循 環