Robert Stirling - Robert Stirling
Robert Stirling | |
|---|---|
 | |
| Doğmak |
25 Ekim 1790 |
| Öldü | 6 Haziran 1878 (87 yaşında) |
| Milliyet | İskoç |
| Vatandaşlık | Birleşik Krallık |
| Meslek | Mühendis |
| Çocuklar |
Patrick Stirling b.1820 Jane Stirling b.1821 William Stirling b.1822 Robert Stirling b.1824 David Stirling b.1828 James Stirling b.1835 Agnes Stirling b.1838 |
| Ebeveynler) | Patrick Stirling ve Agnes Stirling |
| mühendislik kariyeri | |
| kurumlar | Edinburgh Üniversitesi, Glasgow Üniversitesi |
| Projeler | Stirling motoru |
Robert Stirling (25 Ekim 1790 - 6 Haziran 1878) İskoç bir din adamı ve mühendisti . Stirling motorunu icat etti ve 2014'te İskoç Mühendislik Onur Listesi'ne girdi.
Arkaplan ve Hıristiyan bakanlığı
Robert Stirling Fatal Fields, köyü yakınlarında İskoçya'da bir yerde doğdu Methven , Perthshire . Stirling ailesinin Dublane tarafının bir üyesi olan Robert, Patrick ve Agnes Stirling'de doğdu. Patrick ve Agnes'in paylaştığı sekiz çocuktan biriydi. Büyükbabası, en çok harman makinesini icat etmesiyle tanınan Michael Stirling'di . Robert'ın babası Patrick de endüstriyel tarım ekipmanlarını denemek ve yenilikler yapmak için zaman harcadı.
Robert, babası ve büyükbabası gibi, mühendislik için doğal bir eğilime sahip olsa da, 1805'te, on beş yaşında, bir bakan olma umuduyla ilahiyat okumak için Edinburgh Üniversitesi'ne gitmeye başladı. Stirling'in gelecekteki mühendislik çabalarında önemli bir rol oynayacak olan kardeşi James de 14 yaşında Edinburgh'a gitti. Robert eğitimini Edinburgh'da tamamladı ve Kasım 1809'da Glasgow Üniversitesi'nde okumaya devam etti. 1814'te Edinburgh Üniversitesi'ne döndü. son bir kez tanrısallığı incelemek.
Robert de vaaz ruhsatı aldı İskoçya Kilisesi tarafından 1816 yılında Presbyterisi arasında Dumbarton . Eylül 1816'da Portland Dükü'nün komiseri, Stirling'e Kilmarnock'taki Laigh Kirk cemaati için ikinci ücret olarak Bakan unvanını verdi. Sonunda, Şubat 1824'te Stirling, bakanlığını 1878'e kadar sürdürdüğü yakındaki Galston Parish Kilisesi'nin bakanı olarak atandı .
Temmuz 1819'da Robert Stirling, Jane Rankine ile evlendi. Birlikte, yedi çocukları, beş oğlu ve iki kızı vardı.
Mühendislik ve bilim
Tarih
Robert Stirling, sıcak hava motorlarının babalarından biri olarak kabul edilir. Kendisinden çok az önce hava motorları yapmaya cesaret etti, Guillaume Amontons 1699'da çalışan bir sıcak hava motoru yapan ilk kişiydi.
Amonton'u 1807'de , motoru yangının kapatıldığı motorlardan olan ve yanmayı sürdürmek için yeterli miktarda ızgaranın altına pompalanan hava ile beslenen George Cayley izledi. ısıtılacak ve genişletilecek; bütün, yanma ürünleriyle birlikte, daha sonra pistona etki eder ve çalışma silindirinden geçer; ve işlem sadece basit bir karışımdan biridir, metalin ısıtma yüzeyine gerek yoktur, ısıtılacak hava ateşle hemen temas ettirilir.
Stirling, 1816'da bir hava motoru için ilk patenti aldı. Stirling Hava Motoru'nun prensibi, havanın fırına zorlandığı ve dışarı atıldığı Cayley'ninkinden farklıdır, oysa Stirling'in motorunda hava kapalı bir devrede çalışır. Mucit, dikkatinin çoğunu ona adadı. Bir Ayrshire taş ocağında su pompalamak için 1818'de inşa edilen iki beygir gücünde bir Stirling sıcak hava motoru, dikkatsiz bir görevli ısıtıcının aşırı ısınmasına izin verene kadar bir süre daha çalışmaya devam etti. Bu deney, mucide, elde edilebilecek düşük çalışma basıncı sayesinde motorun sadece o sırada talep olmayan küçük güçlere uyarlanabileceğini kanıtladı.
Stirling 1816 patenti de rejeneratörün öncülü olan bir " Ekonomizer " hakkındaydı . Bu patentte (# 4081) "ekonomizer" teknolojisini ve bu teknolojinin kullanılabileceği çeşitli uygulamaları açıklamaktadır. Bunlardan sıcak hava motoru için yeni bir düzenleme geldi. 1818'de Ayrshire'daki bir taş ocağından su pompalamak için bir motor yapıldı, ancak teknik sorunlar nedeniyle motor bir süreliğine terk edildi.
Stirling , 1827'de kardeşi James ile birlikte ikinci bir sıcak hava motorunun patentini aldı . Yer değiştiricilerin sıcak uçları makinenin altında kalacak şekilde tasarımı tersine çevirdiler ve içerideki havanın basıncını artırmak için bir basınçlı hava pompası eklediler. yaklaşık 20 atmosfer.
İki Stirling kardeşi kısa bir süre sonra 1828'de Parkinson & Crossley ve 1829'da Arnott izledi. John Ericsson'un eklenmesi gereken bu öncüler, dünyaya sıcak hava motoru teknolojisini ve buhar motoruna göre muazzam avantajlarını getirdi. Her biri kendi özel teknolojisiyle geldi ve Stirling motoru ile Parkinson & Crossley motorları oldukça benzer olmasına rağmen, Robert Stirling, Rejeneratif ısı eşanjörünün ilk örneği olan rejeneratörü icat ederek kendini farklılaştırdı .
Parkinson ve Crosley, atmosferden daha yoğun hava kullanma ilkesini ortaya koydular ve böylece aynı pusulada daha büyük güce sahip bir motor elde ettiler. James Stirling, ünlü Dundee motorunu yaparken aynı fikri izledi.
1827 tarihli Stirling patenti, 1840 tarihli Stirling üçüncü patentinin temeli olmuştur. 1827 patentine karşı yapılan değişiklikler küçük ama esastır. Dundee motorunu doğuran bu üçüncü patentti.
James Stirling, 1845'te İnşaat Mühendisleri Enstitüsü'nün önünde motorunun bir sunumunu yaptı. Çeşitli modifikasyonlardan sonra verimli bir şekilde inşa edilen ve ısıtılan bu türden ilk motor, çapı 12 inç (yaklaşık 30 cm) olan bir silindire sahipti. 2 fit (yaklaşık 61 cm) uzunluğunda ve bir dakikada 40 vuruş veya devir yaptı (40 rpm). Bu motor, sekiz ya da on ay boyunca Dundee Foundry Company'nin işlerindeki tüm makineleri hareket ettirdi ve daha önce, dakikada 700.000 libre (yaklaşık 21 HP) kaldırma kapasitesine sahip olduğu bulundu.
Bu gücü çalışmaları için yetersiz bulan Dundee Foundry Company, silindir çapı 16 inç (yaklaşık 40 cm), 4 fit (yaklaşık 1.20 m) stroklu ve 28 stroklu ikinci motoru kurdu. dakika. Bu motor şu anda iki yıldan fazla bir süredir sürekli çalışıyor ve sadece dökümhanenin işini en tatmin edici şekilde yapmakla kalmadı, aynı zamanda (üçüncü bir hareket ettirici üzerindeki bir sürtünme freni ile) neredeyse kaldırma derecesine kadar test edildi. 1.500.000 libre (yaklaşık 45 HP).
Bu 2,7 lbs'lik bir tüketim sağlar. (yaklaşık 1,22 kg) beygir gücü başına saatte; ancak motor tam olarak yüklenmediğinde, tüketim 2,5 librenin oldukça altındaydı. (yaklaşık 1,13 kg) beygir gücü başına saatte. Bu performans, verimliliği yaklaşık %10 olan en iyi buhar motorları seviyesindeydi. James Stirling'den sonra, bu tür bir verimlilik ancak ekonomizörün (veya rejeneratörün) kullanılması sayesinde mümkün oldu.
Sıcak hava motoru
Robert Stirling'in en iyi bilinen icadı, şimdi Stirling motoru olarak adlandırılan ısı motorudur . 1816'da Stirling kardeşler, icat ettikleri bir cihaz olan Isı Ekonomizörü için hem İskoçya'da hem de İngiltere'de patent başvurusunda bulundular. Bu buluşun işlevi, mekanizmalarında dolaşan hava olarak ısıyı depolamak ve serbest bırakmaktı. Bu, enerjiyi depolamak ve serbest bırakmak için buhar kullanan çoğu ısı makinesinden farklıydı.
Kilmarnock'tayken, Stirling'in araştırması için atölye olanakları sağlayan başka bir mucit olan Thomas Morton ile işbirliği yaptı. 1818'de Stirling, bu Isı Ekonomizörünü , o sırada baskın olan buhar motorlarının aksine, hava ile çalışan kapalı çevrim bir ısı makinesi oluşturan bir pistonlu motora dahil etmişti . Isı motorunun bu güncellenmiş versiyonu, bir taş ocağından su pompalamak için kullanıldı. Stirling'in ısı motoru iyi çalışabildi, ancak o sırada mevcut olan daha zayıf metallerle sınırlıydı. Kullanılan malzemelerin çürüklüğü nedeniyle, hava kapları sonunda ısıtılan havanın yüksek basıncı tarafından ezildi.
1824'te Stirling, ekonomizerde bulunan havayı ayırmaya çalışarak ısı motorunun verimliliğini artırmaya çalıştı. Bu, hava motorundaki pistonların ince metal plakalardan yapılmasıyla yapıldı. Bu, hava akışını iyileştirmek ve motorun daha iyi ısıtılmasını ve soğutulmasını sağlamak içindi. Bu fikir bir patent almasına rağmen, sonuçta ısı motorunun genel verimliliğini iyileştirmede başarısız oldu.
1840'ta Stirling, dayanıklılığı artırmak için yeni bir girişimde tasarımı değiştirdikten sonra ısı motoru için başka bir patent aldı. Stirling tarafından eklenen iyileştirmeler, sıcak havanın motorun soğuk bölümüne geçtiği geçişte çubukların veya plakaların eklenmesini içeriyordu. Bu yüzeylere sahip olunarak, motorun sıcak bölümünden motorun soğuk bölümüne giderken hava daha düşük bir sıcaklığa soğutulabildi. Ek olarak, Stirling, boşlukları kapatmak ve motordan hava sızıntısını en aza indirmek için piston çubuklarının etrafına çukurlu deri bilezikler ekledi. Bu iyileştirmeleri geliştirdikten sonra, Stirling, Dundee'de yönettiği bir demir dökümhanesinde kullanmak üzere bu ısı motorlarından ikisini yaptı. Bu hava motorlarından biri Mart 1843'te başlatıldı ve burada bir hava gemisinin arızalandığı Aralık 1845'e kadar çalıştı. Hava gemisi arızası, metallerin motorun çalıştığı yüksek sıcaklıklara dayanamamasına bağlanabilir. Hava gemisini birkaç kez değiştirdikten sonra, hava motoru 1847'de Stirling'in Dundee demir dökümhanesinden ayrılmasından sonra söküldü.
1876'da Robert Stirling, Henry Bessemer'in yeni icadı olan çelik üretimi için Bessemer sürecinin önemini kabul eden bir mektup yazdı . Stirling, yeni çeliğin hava motorlarının performansını iyileştireceği konusunda iyimserdi.
Robert Stirling'in sıcak hava motorunu geliştirmesi kısmen güvenlikten kaynaklandı. Motoru, daha fazla verimlilik elde ederken, zamanın buhar motorlarından çok daha az felaketle arızalanacak şekilde tasarlandı. Stirling motoru günümüzde nadiren kullanılsa da, görünüşte sürekli hareket kabiliyeti Los Alamos Ulusal Laboratuvarı ve NASA gibi araştırma kurumlarının ilgisini çekmeye devam ediyor .
Kişisel yaşam ve ölüm
10 Temmuz 1819'da Stirling, Kilmarnock'ta Jane Rankine ile evlendi. Yedi çocukları oldu:
- 29 Haziran 1820'de doğan Patrick Stirling , lokomotif mühendisi oldu.
- Jane Stirling, 25 Eylül 1821'de doğdu, ev hanımı
- 14 Kasım 1822'de doğan William Stirling, Güney Amerika'da inşaat mühendisi ve demiryolu mühendisi oldu.
- 16 Aralık 1824 doğumlu Robert Stirling, Peru'da bir demiryolu mühendisi oldu.
- 12 Ekim 1828 doğumlu David Stirling, Ayrshire, Craigie Bakanı oldu
- 2 Ekim 1835 doğumlu James Stirling , lokomotif mühendisi oldu.
- 22 Temmuz 1838 doğumlu Agnes Stirling, sanatçı oldu
Rev. Robert Stirling , 6 Haziran 1878'de Doğu Ayrshire , Galston'da öldü . Harap durumda olan orijinal taşın yerine kamu aboneliği ile Aralık 2014'te yeni bir mezar taşının dikildiği Galston Mezarlığı'na gömüldü. 3 Mayıs 2015 Pazar günü yeniden düzenlendi.
Başarılar
11 Ocak 1840'ta Stirling, bakanlıktaki mükemmelliği nedeniyle St. Andrews Üniversitesi tarafından İlahiyat Doktoru unvanına layık görüldü.
3 Ekim 2014'te Stirling, İskoç Mühendislik Onur Listesi'ne girdi.