Цикл стирлинга: HTTP 429 — too many requests, слишком много запросов

9.11. Цикл Стирлинга | Электронная библиотека

Общетехнические дисциплины / Теплотехника / 9.11. Цикл Стирлинга

Двигатель Стирлинга – газовый двигатель поршневого типа с внешним подводом теплоты, которая получается в результате сгорания твердых, жидких, газообразных топлив. Внешний подвод теплоты осуществляется через теплопроводящую стенку. Рабочее тело (водород, гелий, аргон, углекислый газ) находится в замкнутом пространстве и во время работы не заменяется.

Одна из возможных конструктивных схем двигателя Стирлинга, когда рабочий 5 (рис. 9.29) и вытеснительный 1 поршни находятся в одном цилиндре.

В процессе перекачки в горячую полость (над рабочим поршнем) рабочее тело в регенераторе 3 и нагревателе 4 получает теплоту, а в процессе перекачки в холодную полость (под рабочим поршнем) отдает теплоту в регенераторе 3 и охладителе 2. Для осуществления этих процессов движение вытеснительного поршня 1 сдвинуто по фазе по отношению к движению рабочего поршня 5.

Рис. 9.29. Конструктивная схема двигателя Стирлинга

Идеальный цикл Стирлинга состоит из четырех процессов (рис. 9.30). В процессе а–с холодное рабочее тело сжимается в изотермическом процессе Т_а = Т_с = Т₂при интенсивном отводе теплоты q₂«. В процессе c–z поршень-вытеснитель перемещает рабочее тело из холодной полости в горячую, так что v_c= v_z(изохорный процесс), а температура увеличивается от Т_С = Т₂до T_z  = T₁при подводе теплоты q₁‘.

В изотермическом процессе расширения T_{z= Te= T1к рабочему телу подводится теплота q1«. Затем поршень-вытеснитель, перемещаясь в обратном направлении, выталкивает рабочее тело из горячей полости в холодную (ve= va= const) с отводом теплоты q2‘. Отличительной особенностью цикла Стирлинга является то, что рабочее}

тело, перемещаясь из холодной полости в горячую и обратно через регенератор, то воспринимает теплоту от рабочего тела, то, охлаждаясь, отдает теплоту рабочему телу.

Рис. 9.30. Диаграмма работы идеального цикла Стирлинга

Работа в цикле Стирлинга представляет собой разность работы, полученной в процессе изотермического расширения (подвод теплоты q₁«), и работы, затраченной в процессе изотермического сжатия с отводом теплоты (q₂«):

.

При полной регенерации , так как

;

.

Термический КПД цикла при идеальном регенераторе равен:

.                             (9.14)

Подставив выражения для q₁« и q₂« в уравнение (9.14), получим:

.

Так как изохоры идеального газа на TS-диаграмме эквидистантны, то

.

Следовательно:

.

Таким образом, термический КПД цикла Стирлинга с полной регенерацией теплоты равен термическому КПД цикла Карно.

Если ввести параметры цикла:  = v_a/v_c – степень сжатия и – степень повышения температуры, то термический КПД цикла может быть преобразован к виду:

.

Среднее давление цикла равно:

или

.

Двигатели Стирлинга завоевали право на широкое применение. Они достигли уровня современных дизелей, а по некоторым показателям превзошли их:

· менее токсичны;

· меньше уровень шума;

· могут работать с практически любыми источниками теплоты.

Так, был создан и испытан в космическом пространстве для привода регенератора двигатель Стирлинга, в котором в качестве источника теплоты использовалась энергия солнечных лучей.

Цикл — стирлинг — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Цикл Стирлинга, теоретически описывающий процессы, протекающие в реальном двигателе внешнего сгорания, включает ( рис. 4.24) изотермическое сжатие а — Ь, подвод теплоты в изохорном процессе b — с, расширение по изотерме с — d и еще один изохорный процесс d — я, замыкающий цикл.
 [1]

Цикл Стирлинга состоит из двух изотермических и двух изо-хорных процессов. На рис. 23 и 24 показаны цикл Стирлинга ( площадь 1 — 2 — 3 — 4) и цикл Карно ( площадь 1 — 5 — 3 — 6) в pv — и Ts-координатах.
 [3]

Цикл Стирлинга исключительно прост. В объеме Ус полости между регенератором и правым поршнем ( полость сжатия) находится газ при температуре Тс. Соответственно в левой полости ( объем VE) — полости расширения — температура газа ТЕ. Будем считать, что имеется идеальный тепловой контакт каждой рабочей полости с соответствующим источником теплоты при температурах Тс и ТЕ, так что все процессы в полостях протекают строго изотермически.
 [5]

В результате анализа цикла Стирлинга, совершенствования методов его расчета, конструктивных поисков и тщательных экспериментов к 1954 г. удалось найти приемлемое сочетание конструктивных параметров и значительно сократить термодинамические потери.
 [6]

Машины, работающие по циклу Стирлинга.
 [7]

Таким образом, термически КПД цикла Стирлинга равен термическому КПД цикла Карно — важное свойство цикла Стирлинга. Следует отметить, что обратный цикл Стирлинга используется в криогенных установках.
 [8]

Эффективность ГКМ зависит от критериев цикла Стирлинга [.]: от отношения максимальных объемов компрессорной и двтандерной полостей W и угла фазового сдвига этих объемов т, которые тью определяются размерами звеньев механизма.
 [9]

Сравнение в pv — и Ts-диаграммах циклов Стирлинга и Карно, осуществляемых в одних и тех же пределах температур горячего и холодного источников показывает, что при замене адиабат сжатия и расширения цикла Карно на изохоры в цикле Стирлинга увеличивается полезная работа при увеличении количества подводимой и отводимой теплоты.
 [11]

Для применения к двигателям, работающим по циклу Стирлинга, этот метод, разумеется, требует введения некоторых модификаций, но они будут, видимо, не слишком сложными. Коэффициенты, справедливые для стационарного течения, которые представлены в опубликованных работах и, следовательно, используются при разработке и конструировании двигателей Стирлинга, не зависят от числа Маха. Не вполне ясно, каково его влияние на данные для стационарного течения, используемые при расчете двигателя Стирлинга; согласно результатам Мартини [6], значения перепадов давления, рассчитанные при использовании этих данных, в некоторых случаях приходится умножать на коэффициент 2 9, чтобы добиться соответствия измеренным величинам. В работе Бенсона и Баруа [82] также предложен метод определения потерь давления в нестационарном потоке, и поэтому читателям, намеревающимся применить метод Органа, следует ознакомиться с этой работой.
 [12]

При разработке конструкции холодильно-газовой машины, работающей по братному циклу Стирлинга, предпочтение было отдано схеме с вытеснителем, шток которого проходит через основной поршень ( фиг. По мнещш специалистов фирмы Филипс, эта схема обладает известными преимуществами. Действительно, благодаря тому, что разность давлений по обе стороны вытеснителя невелика, холодную полость легко уплотнить; кроме того, вытеснитель работает с малым трением, что способствует уменьшению механических потерь в машине.
 [13]

Как и для любого другого цикла, термический КПД цикла Стирлинга равен отношению совершенной в цикле полезной работы к количеству теплоты, затраченной на совершение этой работы.
 [14]

Условная схема регенеративной газовой холодильной машины, работающей по циклу Стирлинга, показана на рис. 60, а. Установка состоит из холодильной машины ХМ с компрессорным / С и детандерным Д цилиндрами и регенератором Р, холодильной камеры ХК и вентилятора В внешнего циркуляционного контура холодильной камеры.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

Глава 3b — Первый закон — Закрытые системы

Глава 3b — Первый закон — Закрытые системы — Стирлинг Эбдайнс (обновлено 05. 07.2014)

Глава 3: Первый закон термодинамики для
Закрытые системы

b) Машины с идеальным циклом Стирлинга (двигатели /
охладители)

1. Двигатель с циклом Стирлинга

Концептуально двигатель Стирлинга является самым простым из
все тепловые двигатели. Он не имеет клапанов и включает в себя внешний подогрев.
пространство и пространство с внешним охлаждением. Его изобрел Роберт
Stirling, и интересный сайт к Боб
Sier включает фотографию Роберта.
Стерлинг, его оригинальный патентный рисунок 1816 года и анимированная модель.
оригинального двигателя Стирлинга.

Афины, штат Огайо, является центром производства велосипедной машины Стирлинга.
деятельности, как двигателей, так и охладителей, и включает НИОКР и
компании-производители, а также всемирно известные
консультанты в области компьютерного анализа цикла Стирлинга.
материнской компанией этого вида деятельности является Sunpower .
Он был сформирован Уильямом
Beale в 1974 году, в основном на основе его
изобретение свободнопоршневого двигателя Стирлинга, о котором мы расскажем ниже.
Они разработали свободнопоршневой двигатель/генератор мощностью 1 кВт, а с 1995
эта технология была использована компанией British Gas для разработки ТЭЦ (комбинированного производства тепловой энергии).
и мощность) – двигатель/генератор мощностью 1 кВт в настоящее время
производства Микроген
Engine Corporation (см.
История
и Двигатель
интернет страницы).
В 2013 году компания Sunpower была приобретена компанией Ametek .
в Пенсильвании, однако продолжает выполнять цикл Стирлинга.
разработка машин в Афинах, штат Огайо.

Некоторые примеры одноцилиндровых двигателей Стирлинга:
Стерлинг
Технология (обратите внимание на недавнее название компании
изменение: Комбинированная энергия
Technology ) — дочерняя компания Sunpower.
и изначально формировался для того, чтобы продолжить развитие и
изготовление 3,5 кВт СТ-5
Воздушный двигатель . Этот большой одноцилиндровый
двигатель сжигает топливо из биомассы (например, гранулы из опилок или рисовую шелуху) и
может функционировать как когенерационная установка в сельской местности. это не
свободнопоршневой двигатель и использует кривошипно-шатунный механизм для получения
правильная фазировка буйка.
В настоящее время комбинированная энергетическая технология
работает с Microgen
Двигательная корпорация , международная
компания, производящая свободнопоршневой двигатель/генератор MEC мощностью 1 кВт.
Компания Combined Energy Technology разработала многотопливную горелку для
двигатель и сотрудничает с Microgen, чтобы получить различные системы в
магазин.

Еще одним важным ранним двигателем Стирлинга является двигатель Леманна.
машина, на которой Густав Шмидт сделал первый разумный анализ
Двигатели Стирлинга в 1871 году. Энди Росс из Колумбуса, штат Огайо, построил небольшой
рабочая копия Леманн
машина , а также модель
воздушный двигатель .

Когенерация солнечной энергии и тепла: С
нынешний энергетический кризис и кризис глобального потепления, возобновляется
интерес к возобновляемым источникам энергии, таким как энергия ветра и солнца,
и распределенные системы когенерации тепла и электроэнергии. Круто
Energy из Боулдера, Колорадо, ранее
разработал полный солнечных
система когенерации тепла и электроэнергии для
домашнее использование с использованием технологии двигателя Стирлинга для электричества
поколение. Это уникальное приложение включало эвакуирован
трубчатые солнечные тепловые коллекторы (слайд
любезно предоставлено rusticresource.com ),
аккумулирование тепла, горячая вода и обогреватели, а также Стерлинг
двигатель/генератор, использующий газообразный азот. В настоящее время они концентрируются
на низкотемпературных (150°C — 400°C) системах рекуперации тепла
(См.: Круто
Energy ThermoHeart 25 кВт Обзор двигателя ).

Идеальный анализ: Пожалуйста
Примечание , что следующий анализ
Двигатели с циклом Стирлинга идеальны и предназначены только в качестве примера.
из Анализ первого закона
закрытых систем. В реальном мире мы не можем ожидать
реальные машины работают лучше чем на 40 — 50% от идеальных
машина. Анализ реальных машин с циклом Стирлинга чрезвычайно
сложный и требует сложного компьютерного анализа (см., например,
веб-учебный ресурс по адресу: Stirling
Цикл Машинный Анализ .)

Свободнопоршневой двигатель Стирлинга, разработанный
Sunpower, Inc уникальна тем, что не требует механического соединения.
между поршнем и вытеснителем, таким образом, правильная фазировка
между ними происходит за счет использования давления газа и усилия пружины.
Электроэнергия снимается с двигателя с помощью постоянных магнитов.
прикреплен к поршню, приводящему в движение линейный генератор переменного тока. В основном
Идеальный двигатель Стирлинга проходит 4 различных процесса, каждый из которых
которые могут быть проанализированы отдельно, как показано на P-V схема
ниже. Рассмотрим сначала работу, проделанную во всех четырех процессах.

• Процесс 1-2 — это процесс сжатия, в котором
  газ сжимается поршнем, когда вытеснитель находится в
  верх цилиндра. Таким образом, в ходе этого процесса газ охлаждается в
  для поддержания постоянной температуры T _C .
  Работа W _1-2 требуется
  для сжатия газа показано как площадь под P-V
  кривой и оценивается следующим образом.

• Процесс 2-3 является
  процесс вытеснения постоянного объема, при котором газ вытесняется
  из холодного пространства в горячее пространство расширения. Никакая работа не сделана,
  однако, как мы увидим ниже, значительное количество тепла Q _R поглощается газом из матрицы регенератора.

• Процесс 3-4 представляет собой процесс изотермического расширения.
  Работа W _3-4 выполнена
  системой и отображается как область под P-V
  диаграмме, при этом тепло Q _3-4 добавляется в систему от источника тепла,
  поддержание постоянной температуры газа T _H .

Чистая работа W _net , выполненная за цикл, определяется по формуле: W _net = (W _3-4 +
W _1-2 ), где
работа на сжатие Вт _1-2 есть
отрицательный (проделанная работа на
система).

Теперь рассмотрим тепло, переданное за все четыре
процессов, что позволит оценить тепловой КПД
идеальный двигатель Стирлинга. Напомним из предыдущего раздела, что в
для того, чтобы сделать анализ первого закона идеального газа, чтобы определить
передаваемого тепла, нам нужно было разработать уравнения для определения
изменение внутренней энергии Δu в пересчете на Конкретный
Теплоемкость идеального газа .

Два процесса постоянного объема образованы
удерживая поршень в фиксированном положении и перемещая газ между
горячие и холодные помещения с помощью вытеснителя. Во время процесса 4-1
горячий газ отдает свое тепло Q _R , проходя через матрицу регенератора, которая
в последующем полностью восстановился в процессе 2-3.

Мы найдем в главе
5 что это максимальный теоретический
эффективность, достижимая от тепловой машины, и обычно
упоминается как Карно
эффективность. Для получения дополнительной информации по этому вопросу см.
на бумагу: А
Встреча Роберта Стирлинга и Сади Карно в 1824 году
представлен на 2014
МЭК .

Обратите внимание, что при отсутствии регенератора тепло Q _R должно подаваться нагревателем. Таким образом, эффективность будет
значительно сократиться до η _th = W _net /
(Q _в + Q _R ).
Кроме того, охладитель должен будет отводить тепло, которое
обычно поглощается регенератором, поэтому холодильная нагрузка будет
увеличен до Q _из +
Q _R . Напомним, что
Q _{2-3 ​​} = Q _R = -Q _4-1 .

Обратите внимание, что практический цикл Стирлинга имеет много потерь.
связанный с ним и реально не связанный с изотермическими процессами,
ни идеальной регенерации. Кроме того, поскольку Free-Piston Stirling
циклические машины предполагают синусоидальное движение, P-V
схема имеет овальную форму, а не острые края
определены на приведенных выше схемах. Тем не менее, мы используем идеальную модель Стирлинга.
цикл, чтобы получить первоначальное понимание и оценку цикла
производительность.

Проблема
3.2 — Sunpower EG-1000 Stirling
Двигатель/генератор
________________________________________________________________________________

2. Охладитель цикла Стирлинга

Один из важных аспектов машин с циклом Стирлинга, который
нам нужно учитывать, что цикл можно обратить вспять — если мы положим net
работать в цикле, то его можно использовать для откачки тепла из
источник температуры к высокотемпературному стоку. Солнечная сила
принимал активное участие в разработке
Холодильные системы с циклом Стирлинга и производство по циклу Стирлинга
криогенные охладители для сжижения кислорода. В 1984 Sunpower разработала
свободный поршень Duplex
Машина Стирлинга , имеющая только три движущихся
части, включая один поршень и два вытеснителя, в которых зажигался газ
Двигатель цикла Стирлинга приводил в действие охладитель цикла Стирлинга. Глобальное похолодание
была создана в 1995 году как дочерняя компания Sunpower, и
был сформирован в основном для разработки свободнопоршневого цикла Стирлинга
кулеры для домашнего холодильника. Эти системы, кроме
значительно эффективнее обычного парокомпрессионного
холодильники, имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они компактны, портативны.
агрегаты, использующие гелий в качестве рабочей жидкости (а не хладагенты ГФУ
например, R134a с потенциалом глобального потепления 1300). Более
Недавно Global Cooling решила сосредоточить свои разработки
усилия по системам, в которых практически нет конкурентных
системы — охлаждение между -40°C и -80°C, и они установили
новое название компании: Стерлинг
Ультрахолод .
Обновить
— 2021: Стерлинг
Ultracold Ultra-Low Temperature (ULT)
Морозильники отвечают сегодняшним беспрецедентным задачам развертывания COVID-19.
Обратитесь к Walgreens
Пример вакцины против COVID-19 , а также
Стерлинг
Ultracold объединяется с Biolife Solutions .

Нам повезло, что мы получили два оригинальных M100B.
кулеры от Global Cooling. Один используется как демонстрационная единица,
и показан в работе на следующей фотографии. Секунда
устройство настроено как ME Старший
Лабораторный проект , в котором мы оцениваем
фактическая производительность машины при различных заданных нагрузках и
температуры.

Схематическая диаграмма, за которой следует анимированная схема
кулера (оба любезно предоставлены Global Cooling (в настоящее время Stirling
Ultracold ) показаны ниже

Концептуально кулер предельно прост.
устройство, состоящее по существу всего из двух подвижных частей — поршня
и вытеснитель. Буек перемещает рабочий газ (гелий)
между пространствами сжатия и расширения. Фазирование между
поршень и вытеснитель таковы, что, когда большая часть газа находится в
окружающее пространство сжатия, то поршень сжимает газ, в то время как
отвод тепла в окружающую среду. Затем вытеснитель вытесняет газ
через регенератор в холодное расширительное пространство, а затем оба
вытеснитель и поршень позволяют газу расширяться в этом пространстве, в то время как
поглощая тепло при низкой температуре.

________________________________________________________________________________________

Задача 3.3 — Цикл Стирлинга
Кулер M100B — Идеальный анализ

К сожалению, анализ фактического цикла Стирлинга
машины чрезвычайно сложны и требуют сложного компьютера
анализ. Рассмотрим идеализированную модель этого охладителя, определенную в
термины диаграммы P-V
показано ниже, чтобы определить идеальную производительность M100B
в типичных рабочих условиях, как описано ниже. ( Примечание
что представленные здесь значения не являются фактическими значениями M100B,
однако были разработаны вашим инструктором для целей этого упражнения
только ).

Процесс (1)-(2) представляет собой процесс изотермического сжатия
при температуре Т _С =
30°C, в течение которого нагревается Q _C .
отбрасывается в окружающую среду. Процесс (2)-(3) представляет собой постоянный объем
процесс вытеснения, при котором тепло Q _R отводится в матрицу регенератора. Процесс (3)-(4)
процесс изотермического расширения при температуре T _Е = -20°С,
в течение которого плавка Q _E
поглощается из морозильной камеры, и, наконец, процесс (4)-(1) является
процесс вытеснения постоянного объема, в ходе которого тепло Q _R поглощается из матрицы регенератора. Таким образом, идеал
Цикл Стирлинга состоит из четырех отдельных процессов, каждый из которых
можно анализировать отдельно. Состояние (1) определяется на максимальной громкости
35 см ³ и
давление 1,9 МПа, а состояние (2) определяется при минимальном объеме
30 см ³ . Энергия
передается как при сжатии, так и при расширении.
указано на P-V схемы
следующим образом:

Поскольку рабочим телом является гелий, который является идеальным
газа, мы везде используем уравнение состояния идеального газа. Таким образом, P V = m
R T, где R = 2,077 кДж/кг K, и Δu = Cv ΔT, где Cv = 3,116
кДж/кг К. (см.: Идеал
Свойства газа )

• а) Определить теплоту, поглощаемую при расширении
  пробел Q _E во время
  процесс расширения (3) — (4) (Джоули). Определить также тепло
  потребляемая мощность (Ватт). Обратите внимание, что частота цикла – это линия
  частота (f = 60 Гц). [Вопрос _Е
  = 8,56 Дж (мощность = 513,6 Вт)]

• б) Определить чистую работу, выполненную за цикл
  (Джоули): Вт _нетто =
  W _E + W _C (Обратите внимание, что работа сжатия W _C всегда отрицательна). Определить также потребляемую мощность
  к линейному электродвигателю (Ватт). [Вт _нетто
  = -1,69 Дж (мощность = -101 Вт)]

• c) Оценка коэффициента полезного действия
  холодильник определяется как: COP _R = Q _E /
  Вт _нетто . (нагревать
  поглощается в пространстве расширения, деленному на чистую выполненную работу). [КС _Р
  = 5,07]

• г) Определить количество теплоты, отводимой
  рабочая жидкость Q _R as
  он проходит через матрицу регенератора в процессе (2)-(3).
  [Q _Р
  = -16,46 Дж (мощность = -988
  W)]
  Если бы не было регенератора
  присутствует, то это тепло должно быть отведено от газа с помощью
  процесс расширения с целью снижения температуры до холода
  температура морозилки. Как это повлияет на производительность
  кулер? Обсудите важность эффективного регенератора в
  охладитель цикла Стирлинга.

____________________________________________________________________________________

К Части c)
Первый закон — дизельные двигатели

К Части d) Закона
Первый закон — двигатели цикла Отто

________________________________________________________________________________________

Инженерная термодинамика Израиля
Уриэли находится под лицензией Creative
Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3. 0 США
Лицензия

Цикл Стирлинга — Криогеника Стирлинга

Цикл Стирлинга — это термодинамический замкнутый цикл, изобретенный в 1816 году шотландским министром Робертом Стирлингом. Он использовался в качестве двигателя и в то время считалось, что он может заменить паровой двигатель, поскольку паровые котлы были подвержены опасным для жизни взрывам. Аналог двигателя Стирлинга, холодильник, был впервые обнаружен в 1832 году. Обе машины переживали взлеты и падения в течение девятнадцатого века. Принцип работы машин был почти предан забвению после изобретения двигателей внутреннего сгорания (газовых, бензиновых и дизельных двигателей) и компрессорных холодильников с внешним испарением.
В 1938 году знаменитая голландская исследовательская лаборатория Philips искала средства для питания генераторов электроэнергии для систем связи на коротких волнах в отдаленных районах без электричества. Их внимание привлек практически забытый двигатель Стирлинга.

В 1946 году Philips начала оптимизировать цикл Стирлинга для криогенного охлаждения. Результатом стала разработка покорившего мир криогенератора Стирлинга, положившего начало значительной криогенной деятельности Philips. Хотя сам двигатель Стирлинга так и не стал коммерчески успешным, криогенератор Стирлинга был продан тысячами по всему миру и был включен в оборудование и проекты, используемые от Антарктиды до Северного полюса.

Эффективность Стирлинга

Криогенератор Стирлинга чрезвычайно эффективен по сравнению с другими циклами криогенного охлаждения. Эффективность Карно составляет 30% при 77K, что дает высокую практическую общую эффективность, определяемую как ватты мощности охлаждения, доступной для приложения, деленные на кВт входной электрической мощности. В зависимости от рабочей температуры общий КПД криогенератора Стирлинга варьируется от 10 % для LN ₂ и более 20 % для систем СПГ.

Стерлинговый криогенератор

Центральный элемент во всем оборудовании криогеники Стерлинга — криогенератор цикла Стирлинга. Цикл Стирлинга примечателен тем, что это замкнутый цикл, в котором внутренний рабочий газ криогенератора (He) никогда не вступает в контакт с охлаждаемой жидкостью; они соединяются только потоком тепла через стенку теплообменника. Эта концепция устраняет загрязнение технологического процесса заказчика, а также рабочего газа цикла Стирлинга, что приводит к длительным периодам непрерывной работы и долговечности.

Цикл Стирлинга попеременно сжимает и расширяет фиксированное количество гелия в замкнутом цикле. Сжатие происходит при комнатной температуре, чтобы облегчить отвод тепла, вызванного сжатием, в то время как расширение выполняется при криогенной температуре, требуемой приложением

Для пояснения процесс может быть разделен на четыре различных положения поршня, показанных на рис. 1. В положении I весь гелий находится при комнатной температуре в пространстве D. Переходя в положение II, этот газ сжимается поршнем B, повышая температуру газа примерно до 80°C, см. рис. 2, колонка 1. Когда вытеснитель C перемещается вниз из положения II в положение III, газ вытесняется из пространства D в пространство E, вытесняя его сначала через охладитель H, где теплота сжатия рассеивается в охлаждающую воду, снижая температуру газа примерно до 15°C (колонка 2). Далее гелий протекает через регенератор G. Используя холод, запасенный в регенераторе предыдущим циклом, газообразный гелий охлаждается практически до конечной рабочей температуры при поступлении в пространство Е (столбец 3). Последним и основным действием является перемещение вытеснителя и поршня в положение IV, расширяя газообразный гелий. Это расширение создает фактическую мощность охлаждения в холодном теплообменнике J (столбец 4), охлаждая процесс потребителей.

Чтобы начать новый цикл, вытеснитель перемещается вверх в положение I, снова вытесняя гелий в пространство D. Регенератор охлаждается проходящим гелием (колонна 3), сохраняя холод для использования в следующем цикле. Гелий повторно нагревается почти до комнатной температуры, поэтому исходная ситуация цикла теперь восстановлена ​​для повторения цикла.