Tài liệu Động cơ Stirling dùng năng lượng mặt trời ppt

162
õọỳt noùng, phỏửn coỡn laỷi õóứ nguọỹi vaỡ cọng
ồ nhióỷt laỡ mọỹt thióỳt bở coù thóứ lión tuỷc chuyóứn õọứi
4.6. ĩNG C STIRLING DUèNG NNG LặĩNG
MT TRèI

4.6.1. ọỹng cồ Stirling

ọỹng cồ Stirling laỡ mọỹt thióỳt bở coù nhióửu ổu vióỷt vaỡ cỏỳu taỷo õồn
giaớn. Mọỹt õỏửu õọỹng cồ õổồỹc
hổợu ờch õổồỹc sinh ra. ỏy
laỡ mọỹt õọỹng cồ kờn khọng
coù õổồỡng cỏỳp nhión lióỷu
cuợng nhổ õổồỡng thaới khờ.
Nhióỷt duỡng õổồỹc lỏỳy tổỡ bón
ngoaỡi, bỏỳt kóứ vỏỷt gỗ nóỳu õọỳt
chaùy õóửu coù thóứ duỡng õóứ
chaỷy õọỹng cồ Stirling nhổ:
than, cuới, rồm raỷ, dỏửu hoớa,
dỏửu lổớa, cọửn, khờ õọỳt tổỷ
nhión, gas mótan,... vaỡ
khọng õoỡi hoới quaù trỗnh
chaùy maỡ chố cỏửn cỏỳp nhióỷt
õuớ õóứ laỡm cho õọỹng cồ
Stirling hoaỷt õọỹng. ỷc
bióỷt õọỹng cồ Stirling coù thóứ

hoaỷt õọỹng vồùi nng lổồỹng
mỷt trồỡi, nng lổồỹng õởa

nhióỷt, hoỷc nhióỷt thổỡa tổỡ
caùc quaù trỗnh cọng nghióỷp.

Nguyón lyù hoaỷt õọỹng
ỹng cồ Stirling laỡ mọỹt
Đầu lạnh
Đầu nóng

Hình: 3 Không khí áp suất cao đẩy piston đi ra

Hỗnh 4.96a. Nguyón lyù hoaỷt õọỹng
ọ
õọỹng cồ nhióỷt. ọỹng c
nhióỷt nng thaỡnh cồ nng. Nóỳu ta õọỳt noùng mọỹt õỏửu xilanh (õỏửu noùng),


163
nọng
âãún âáưu bãn phi ca xilanh, ta ngỉìng
ngưn nhiãût âỉåüc sỉí dủng cọ thãø l chm tia bỉïc xả màût tråìi häüi tủ tải
âáưu xilanh hồûc mäüt cạch âån gin l nhụng âáưu xilanh vo nỉåïc
nọng, thç ạp sút v nhiãût âäü khäng khê bãn trong tàng lãn, ạp sút cao
s âáøy piston chuøn
âäüng v sinh ra cäng
hỉỵu êch (hçnh 4.96).
Báút k ngưn nhiãût
no cng sinh ra
cäng, nhỉng våïi
ngưn cọ nhiãût âäü
cng cao thç tảo ra

cäng cng låïn. Âäüng
cå khäng nhỉỵng chè
chuøn nhiãût thnh
cäng mäüt láưn âån
gin nhỉ trãn m cáưn
phi cọ kh nàng tiãúp
tủc sinh cäng.
Cäng cọ thãø sinh ra
tỉì khäng khê
trong xilanh chỉìng
no cn cọ
quạ trçnh
gin nåí v âãún khi ạp
sút bãn trong gim
cäng kãút thục (piston
dỉìng lải).
Nãúu khi piston chuøn âäüng
H×nh: 4 Qu¸ tr×nh gi·n në cho ®Õn khi ¸p
st kh«n
g khÝ bªn trong b»ng ¸p st khÝ
H×nh: 5 Nªó ngõng cÊp nhiƯt mµ th¶i nhiƯt
th× ¸
p st kh«ng khÝ bªn trong gi¶m
H×nh: 6 Piston chun ®éng vµo bªn trong
do ¸
p st kh«ng khÝ bªn ngoµi cao h¬n
Hçnh 4.96b. Ngun l hoảt âäüng
xúng bàòng ạp sút khê quøn thç quạ trçnh sinh
quạ trçnh cáúp nhiãût v tàng quạ trçnh thi nhiãût (lm mạt) thç nhiãût âäü
v ạp sút ca khäng khê phêa trong xilanh gim xúng âãún khi ạp sút

ca khäng khê bãn trong tháúp hån ạp sút ca khê quøn bãn ngoi thç
piston s chuøn âäüng ngỉåüc lải v tråí lải vë trê ban âáưu. (hçnh 4.96b)


164
g nàng lỉåü
ng màût tråìi
dỉûa trãn l thuút
cå
sảch v vä táûn. Tuy

γ
thç Piston lm viãûc v Piston
iãt âäü tháúp
on nhiãût
Váún âãư âàût ra âäúi våïi âäüng cå Stirling trong thỉûc tãú l lm thãú no
âãø chụng hoảt âäüng mäüt cạch tỉû âäüng, tỉïc l xilanh nháûn, thi nhiãût
âụng lục v liãn hãû chàût ch våïi nhau. Nháút l âäúi våïi âäüng cå Stirling
sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi khi m ngưn nàng lỉåüng cung cáúp cho
âäüng cå liãn tủc. Do váûy âãø âäüng cå Stirling hoảt âäüng âỉåüc trong
thỉûc tãú thç ngoi xi lanh v piston nhỉ trãn thç âäüng cå cáưn phi cọ
thãm cạc bäü pháûn phủ nhỉ piston choạn chäù, bạnh â v.v... v cạc bäü
pháûn ny phi kãút håüp våïi nhau sao cho quạ trçnh nháûn v thi nhiãût
ca mäi cháút âụng chu k.
4.6.2. Âäüng cå stirling dn
Âäüng cå Stirling âỉåüc tênh toạn thiãút kãú cå bn
ca Schmidt. Tỉì l thuút ny ngỉåìi ta xáy dỉûng nãn cạc mä hçnh tênh
toạn cho âäüng cå Stirling nhiãût âäü cao, nhiãût âäü trung bçnh. Âäüng cå
Stirling nhiãût âäü tháúp sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi âãún nay váùn chỉa
cọ tênh toạn l thuút cng nhỉ kãút qu thỉûc nghiãûm âỉåüc cäng bäú.

Dỉûa vo cáúu trục ca âäüng cå Stirling m ngỉåìi ta chia âäüng
Stirling thnh 3 kiãøu cå bn α, β, γ. Cạc kiãøu ny âãưu cọ mäüt âiãøm
chung l cọ êt nháút 2 bưng lm viãûc âọ l bưng nẹn v bưng gin
nåí trong âọ mäi cháút khê cäng tạc âỉåü
c âiãưn kên.
Nàng lỉåüng màût tråìi l ngưn nàng lỉåüng
nhiãn âàûc âiãøm ca nàng lỉåüng màût tråìi l phán bäú khäng táûp trung v
cỉåìng âäü nàng lỉåüng màût tråìi phủ thüc vo giåì trong ngy v thay
âäøi theo ma. Cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi âãún bãư màût trãn màût âáút cao
nháút khong 1000W/m
2
. Do váûy loải âäüng cå Stirling kiãøu γ dng
nàng lỉåüng màût tråìi l ph håüp nháút.
Âäúi våïi âäüng cå Stirling kiãøu
choạn chäù âỉåüc bäú trê vo 2 xy lanh riãng biãût. Sỉû liãn kãút giỉỵa cạc
Piston ny cọ thãø thỉûc hiãûn theo cạc dảng sau:
- Liãn kãút lảnh : Piston lm viãûc åí phêa nh
- Liãn kãút nọng : Piston lm viãûc åí phêa nhiãût âäü cao
- Liãn kãút trung bçnh: Piston lm viãûc näúi vo bäü pháûn h


165
cồ Stir
duỡng õó ỡn coù
Qua nghión cổùu vaỡ so saùnh caùc daỷng khaùc nhau cuớa loaỷi õọỹng
ling kióứu

thỗ thỏỳy 2 mỏựu õọỹng cồ Stirling sổớ duỷng nng lổồỹng
Mỷt trồỡi phuỡ hồỹp nhỏỳt õoù laỡ õọỹng cồ vồùi cọng suỏỳt nhoớ (hỗnh 4.97)
thóứ duỡng õóứ chaỷy maùy

bồm nổồùc coù cỏỳu taỷo nhổ
hỗnh 4.99. ọỹng cồ naỡy
coù thóứ sổớ duỷng cho nhióửu
muỷc õờch khaùc nhau,
trong õoù bồm nổồùc laỡ mọỹt
trong caùc ổùng duỷng õoù.
Bồm nổồùc sổớ duỷng nng
lổồỹng mỷt trồỡi naỡy coù thóứ
sổớ duỷng hióỷu quaớ trong
caùc trổồỡng hồỹp nhổ bồm

Hỗnh 4.97. ọỹng cồ Stirling sổớ duỷng nng lổồỹng mỷt trồỡi.
Cỏỳp nhióỷt
Cỏỳp nhióỷt
Thaới nhióỷt
Thaới nhióỷt
Truỷc õọỹng cồ
Piston choaùn chọứ
Piston lổỷc
ứ chaỷy quaỷt hay caùc bồm cọng suỏỳt nhoớ. ọỹng cồ stirling co


ỗnh 4.98. ọỹng cồ Stirling nng lổồỹng H
mỷt trồỡi cọng suỏỳt 5W tọỳc õọỹ 1000 v/ph.


166
nổồùc tổỡ bóứ lón bọửn chổùa hoỷc duỡng bồm nổồùc tổỡ ao họử, sọng ngoỡi duỡng
trong tổồùi tióu cho caùc nọng trổồỡng.

Hỗnh 4.99. Cỏỳu taỷo õọỹng cồ Stirling sổớ duỷng NLMT bồm nổồùc
1- Bóử mỷt hỏỳp thuỷNLMT 2 - Caùnh taớn nhióỷt 3- Piston choùan chọứ
4, 5 - Bọỹ phỏỷn hoaỡn nhióỷt 6- Thỏn õọỹng cồ 7- Bọỹ phỏỷn giaợi nhióỷt
8- Tỏỳm chừn móửm 9- Baùnh õaỡ 10- Piston lổỷc
Bọỹ phỏỷn quan troỹng nhỏỳt cuớa õọỹng cồ stirling sổớ duỷng nng lổồỹng mỷt
trồỡi laỡ bọỹ phỏỷn hỏỳp thuỷ (õỏửu noùng), bọỹ phỏỷn giaới nhióỷt (õỏửu laỷnh) vaỡ
caùch lión kóỳt giổợa õỏửu noùng vaỡ õỏửu laỷnh sao cho hióỷu quaớ nhỏỳt (thổồỡng
duỡng bọỹ phỏỷn hoaỡn nhióỷt).

Hỗnh 4.100. Bọỹ phỏỷn hỏỳp thuỷ NLMT
Bọỹ phỏỷn hỏỳp thuỷ nng
lổồỹng mỷt trồỡi coù thóứ duỡng
gổồng phaớn xaỷ tỏỷp trung
vaỡo bọỹ thu nhổ hỗnh 4.98
hoỷc bóử mỷt choớm cỏửu coù
lồùp phuớ trong suọỳt taỷo loỡng
kờnh nhổ hỗnh 4.100.