Siklus Stirling adalah jenis siklus termodinamika regeneratif yang mampu menggunakan fluida kerja mandiri, dan komponen penukar panas internal, baik untuk mengubah panas menjadi gerakan mekanis atau sebaliknya. Itu membuat siklus Stirling berguna di mesin, pompa panas, pendinginan, dan banyak aplikasi lainnya. Sejumlah desain mesin yang berbeda memanfaatkan siklus Stirling, yang sebagian besar berisi satu atau dua silinder. Terlepas dari desain spesifiknya, mesin yang menggunakan siklus ini melewati empat langkah kompresi, penambahan panas, ekspansi, dan penghilangan panas.
Ada sejumlah mesin pembakaran eksternal yang berbeda, yang masing-masing menggunakan jenis siklus termodinamika yang berbeda. Mesin uap bekerja di bawah prinsip siklus Rankine, yang menggunakan fluida kerja, seperti air, dalam keadaan cair dan gas. Cairan tambahan harus ditambahkan dari waktu ke waktu, mengurangi efisiensi sistem ini. Siklus Stirling, yang awalnya ditemukan pada tahun 1816 sebagai saingan siklus Rankine, menggunakan fluida kerja yang disegel di dalam sistem. Dalam kebanyakan kasus, fluida kerja yang digunakan dalam mesin Stirling adalah udara.
Ide dasar di balik siklus Stirling berkisar pada pemanasan, dan pendinginan berikutnya, dari satu volume fluida kerja. Itu menyebabkan ekspansi termal dan kontraksi fluida, yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan mekanis. Dalam kebanyakan kasus, itu dilakukan dengan memasang piston ke roda gila. Saat cairan di dalam sistem mengembang dan berkontraksi, piston digerakkan ke atas dan ke bawah, yang menyebabkan roda gila berputar. Siklus Stirling disebut sebagai siklus regeneratif karena fakta bahwa cairan itu berisi sendiri, dan volume cairan yang sama digunakan di ruang kompresi dan ruang ekspansi.
Penggunaan siklus Stirling tidak terbatas pada mesin, karena prosesnya juga dapat dibalik. Itu berarti adalah mungkin untuk perangkat yang menggunakan siklus ini untuk bertindak sebagai pompa kalor jika tenaga mekanik disuplai. Dalam hal ini, tenaga mekanik eksternal digunakan untuk menggerakkan piston, yang memompa fluida kerja antara ruang ekspansi dan ruang kompresi. Tergantung pada cara perangkat diatur, pembalikan siklus ini dapat digunakan dalam pompa panas, perangkat pendingin, atau aplikasi lain yang memerlukan transfer energi panas.