Ứng dụng động cơ stirling trong các thiết bị làm lạnh

iv  T                         Stirling   ,   mà    có   so                  ngày càng      .    máy nén khí .                          ,    g                  . v ABSTRACT In the era of science and technology development, the demand for energy is increasing. While which reserve fuel sources such as coal, oil, natural gas, hydroelectric and even the term cause of humanity at risk of energy shortages. The search for and exploitation of new energy sources such as nuclear energy, geothermal energy, wind energy and solar energy is one of the important directions in the energy development plan, not only for the developed countries but also developing countries. The research will make Stirling engine applications run on any heat source, this engine could replace the internal combustion engine in a number of areas of life that the field of refrigeration and air conditioningthe most attractive applications because where the hottest climates, where it has the greatest cooling demand, especially in remote areas without grid and fuel prices are too expensive for collectiontype of people. Thesis "Application of the Stirling engine cooling devices" will solve the current energy shortage problems when cooling needs of the society is increasing, more can use the sourcesolar energy is clean energy sources to contribute to environmental protection. Stirling engine works by external heat source, through the actuator turns the compressor of the refrigeration equipment. Essential thesis away from the device and perform a calculation on a specific model, go deep into account every detail of the equipment and conduct experiments to come up with an operating temperature range of the engine Stirling used as a basis to select the heat source provided. vi   TRANG   i  ii  iii  iv ABSTRACT v  vi DANH SÁCH CÁC HÌNH x  xii  5  5 1.1 : 5 1.2            6 1.3          7 1.4  7 1.5 N 7  8  8 2.1          8 2.1.1        8 2.1.2          9 2.1.3              9 2.1.4              JOULE - THOMSON 10 2.1.5              11 2.1.6         ,      11 2.1.7            12 2.1.8      13 2.2          13 2.2.1            13 2.2.2             14 2.2.3                14 2.3  15  15 2.3.2    16 2.3.3  18 2.3.4      19 2.3.4.1  19 vii 2.3.4.1.1          19 2.3.4.1.2            20 2.3.4.2  21 2.3.4.2.1          21 2.3.4.2.2            22 2.3.4.3  23 2.3.4.3.1          23 2.3.4.3.2            24  27  27  27 3.1.1      27 3.1.2        28  28 3.2  29 3.2.1  29 3 30  30  32  32  33  33 3.2.3.1            33 3.2.3.2 CHE Q 1 34 3.2.3.3  4 35 3.2.4  37 3.2.4.1  k 37 3.2.4.2            0 37 3.2.4.3          qn 37 3.2.4.4          ql 37 3.2.4.5  38 3.2.4.5.1      38 3.2.4.5.2          38 3.2.4.5.3      k 39 3.2.4.5.4  39 3.2.4.5.5    39 3.2.4.5.6            39 3.2.4.5.7        39 3.2.4.5.8                tt 39 3.2.4.5.9                39 3.2.4.5.10      39 3.2.4.5.11            39 3.2.4.5.12        s 40 3.2.4.5.13        e 40 viii 3.2.4.5.14                el 40 3.2.4.5.15          40 3.2.4.5.16        k 40 3.2.5  40 3.2.5.1       40 3.2.5.2        41 3.2.5.3            41 3.2.5.4            41 3.2.5.5        w 42  47  49  49  49  49 3.2.7.4 VAN BA NGà 50  50  51  51  51 4.2      51 4.2.1  51  min 51  max 51  1 : 51 4.2.2        52 4.2.2.1      xln 52 4.2.2.2      xlgn 52 4.2.2.3                XYLANH V  52 4.2.2.4              tr 52 4.2.2.5            ptgn 52 4.2.2.6         (V max )   53 4.2.2.8  53 4.3                53 4.3.1.              : 53 4.3.2         54 4.3.3           54 4.3.4         54 4.3.5               55 4.3.6              55 4.3.7           56 4.3.8          56 4.4  57 ix 4.4.1          57 4.4.2 1 - 2 57 4.4.3 2 - 3 58 4.4.4 3 - 4 58 4.4.5 4 - 1 59 4.5  60  62    62 5.1            62 5.2  62 5.2.1            63 5.2.2          63 5.2.3                        64 5.2.4          64 5.3  65 5.3.1  65 5.3.2  65 5.3.2.1                  65 5.3.2.2          66 5.3.2.3          67 6.      69 6.1      69 6.2            69 x DANH SÁCH CÁC HÌNH 1. 2.1:           Trang 8 2. 2.2:  Trang 10 3. 2.3:          Trang 10 4. 2.4:  Trang 11 5. 2.5:        Trang 12 6.   Trang 15  Trang 15  Trang 17  Trang 17  Trang 17 11. Hình 2.11: quá trình làm mát cho xylanh Trang 18  Trang 18 13. Hình 2.13:             Trang 18 14. Hình 2.14:      Trang 19 15. Hình 2.15 :  Trang 20 16. Hình 2.16 :  Trang 20 17. Hình 2.17 :  Trang 21 18. Hình 2.18 :  Trang 21 19. Hình 2.19 :      Trang 21 20. Hình 2.20 :  Trang 22 21. Hình 2.21 :  Trang 22 22. Hình 2.22 :    Trang 23 23. Hình 2.23 :  Trang 23 24. Hình 2.24 :      Trang 24 25. Hình 2.25 :  Trang 24 xi 26. Hình 2.26 :  Trang 25 27. Hình 2.27 :  Trang 25 28. Hình 2.28 :  Trang 26  Trang 27 30. Hình 3.2:  Trang 30   Trang 38  V  Trang 58 33. 4.2 :  V  Trang 59 34. 5.1: Ctrên  OXY Trang 63 35. 5.2:       trên  OXY Trang 63 36. 5.3:     n  YXO Trang 64 xii  1. 3.1:   Trang 31 2. 3.2:                  Trang 32 3. 3.3:                   Trang 33 4. 3.4:                   Trang 35 5. 3.5:  Trang 38 Ng: GVC. TS.        GVC. ThS.  5 Hoc Viên:      1.1 :      ,       làm nhà  vào  vào mùa hè  i càng                         ,        , trong   ,                     .    ,              cao                :  ,  ,      ,            .                        , ,     2             2 .                  ,                                       ,                ,                                       . [...]... ngărƣi 2.3 ĐỘNG C STIRLING Đ ngăc stirling lƠălo iăđ ngăc nhi tăki uăpiston,ădo ông Robert Stirling phátă minh vƠoănĕmă1816, khi nôiăh iăcủa đ ngăc ăh iăn ớc b ăn trong lúc v năhƠnh thìămô ̣tă lo iăđ ngăc ho tăđ ng anătoană đ bu ngăđ tăngoƠi,ăcôngăđ ̣căchêăta ̣o đ ăthayăth ĐơyălƠălo iăđ ngăc ăs̉ăd ngă căt oăraădoăsựăgiƣnănởăkhíăởănhi tăđ ăcao.ăCũngănh các lo iă đ ngăc ăăđ t trong, ăđ ngăc Stirling cungăc... tăchuătrình, trong đóăpistonă nénăkhíăởănhi tăđ ăth păvƠăchoăkhíăgiƣnănởăởănhi tăđ ăcao H̀nh 2.6: Đ ngăc Stirling nguyênăth yănĕmă1816 (H 2 / 1 / [15]) 2.3.1 Đ CăĐI MăC UăT OăCHUNGăC AăM TăĐ NGăC STIRLING Các đ ngăc Stirling cóăhìnhădángăbênăngoƠi,ăkíchăth ớcăvƠăcáchăb ătríăkhácă nhau,ănh ngăđ uăđ căc uăthƠnhătừ các b ăph năc ăb năvớiăch cănĕngănh ăsau: Hình 2.7: C uăt o chung đ ngăc Stirling 15... ădẫnănhi tă(W/mK)ăc a các lớpăcáchălyă(trừălớpă cáchănhi t) αng:ăh ăs ăt aănhi tătừăkhôngăkhíăđ năm tăngoƠiăc aălớpăbaoăcheă(W/m2K) αtr:ăh ăs ăt aănhi tătừăm t trong c aăváchăbaoăcheăđ năkhôngăkhí trong t ă l nhă(W/m2K) - Doăv tăli uăcáchănhi tăth ờngăđ căch ăt oăthƠnhătừngăt măho căkh iăcóăkíchă th ớcănh tăđ nh,ăchoănênăb ădƠyălớpăcáchănhi tăđ căch nătheoătiêuăchu năvƠăv tăli uă cáchănhi tălƠăpolyurethane.ăSauăđóătínhăki... kích th cătủăla ̣nhăthiêtăkê 3.2.2 TệNHăTOÁNăCÁCHăNHI T,ăCÁCHă M K tăc uăv ăt ăg m:ăphíaăngoƠiăcùngălƠălớpătônădƠyă0,6ămm,ălớpăk ăti pălƠăv tă li uăcáchănhi tă(polyurethane), trong cùngălƠălớpăpolymerăABSădƠyă3ămm 3.2.2.1 TệNHăTOÁNăCÁCHăNHI T Các dữăli uăbanăđơu: - Ch ăđ ănhi tăđ : +ăNhi tăđ ăkhôngăkhíăbênăngoƠiă: - Phíaăm tăđáyăt :ăt’KK = 430 C - Phía các b ăm tăv ăt ăcònăl i:ătKK = 37,30 C - nhi... PHỂNăLOẠIăĐỌ̣NGăC STIRLING Quaăquaătrốnhăphatătriể n , cóăr tănhi uălo iăđ ngăc Stirling đã đ ̣căchêăta ̣o , nh ngă cóăbaălo iăc ăb năsau : đô ̣ngăc stirling kiể uăa lpha, đô ̣ngăc stirling kiể uăbeta , đô ̣ngăc stirling kiể u gamma 2.3.4.1 Đ NGăC STIRLING KI UăALPHA 2.3.4.1.1 CỂUăTẠO Đ NGăC STIRLING KI UăALPHA Hình 2.14: đô ̣ngăc Stirling kiể uăalpha (H1 / 1 / [17]) 1 ậ pistonăvaăxylanhădanăn ̉ ;... tăđ ăT max vƠ đa ̣tăapăsuơt Pmax khi điăquaăbô ̣ăphơ ̣năcơpănhiê ̣tă rôiăvaoăkhôngăgianădanăn ̉ Quáătrìnhăcơpănhiê ̣tăkêtăthucăkhiăpistonă ph xuông đ năđi m ̃ chêtăd i Trong quaătrốnhăcơpănhiê ̣t , pistonăphu ̣ăvaăpistonănenă điăxuông , thể ătốchăcủaă môiăchơtăcôngătacăkhôngăđổ i Cơpănhiê ̣tăđĕ̉ ngătốch Hình 2.21 : quáătrìnhădƣnănở đô ̣ng c Stirling kiể uăbeta 22 (H2 / 1 / [18]) Học Viên: TrơnăQuangăTha... Lớpăv trong c aăt ă: +ăB ădƠyălớpăpolymerăABS:ă2 = 0,003 m +ăH ăs ădẫnănhi t:ă2 = 0,19 W/m.K - Lớpăv tăli uăcáchănhi tă(polyurethane)ă: H ăs ădẫnănhi t:ăcn = 0,018 W/m.K - B ădƠyălớpăcáchănhi tăPolyurethaneăởătừngăvách: 1 k  cn  cn [  ( 1  ng i 1  )] tr i 1 i n  (CT 11.6 / 406 / [3]) cn :ăb ădƠyălớpăcáchănhi t cn :ăh ăs ădẫnănhi tăc aălớpăcáchănhi t Kăăă:ăh ăs ătruy nănhi tăc a các váchăbaoăcheăt... tăcao, đĕ ̣căbiê ̣t trong tr ngăh ̣pămôiăchơtăcôngătacăkhôngăphảiălaăkhôngăkhố mƠălƠ các ch tăd ă cháyăn nh ăhydrogenăhayăhelium Vìăv yăkhiăch nălo iăđ ngăc ăđ ăch ăt oăc năl uăỦă đ năvơnăđêănay 26 Học Viên: TrơnăQuangăTha ̣ch Ng ờiăH ớngăDẫn: GVC TS NguyễnăTr ngăThinh ̣ GVC ThS HoƠngăTrí Ch ng 3 TệNH TOÁN THIẾT BỊ LÀM L NH T ăc ăs ̉ ălyăthuyêtăvêăthiêtăbiălamăla ̣nh , nhĕmăthuơ ̣năl ̣i trong viê ̣cănghiênăc... ̣ăxuôngăđênăđiể măchêtăd i Trong quaătrốnhăcơpănhiê ̣t, piston ph ăvƠăpistonănénăđiăxu ng, thể ătốchăcủaămôiăchơtăcôngătacăkhôngăđổ i Cơpănhiê ̣tăđĕ̉ ngă tích 24 Học Viên: TrơnăQuangăTha ̣ch Ng ờiăH ớngăDẫn: GVC TS NguyễnăTr ngăThinh ̣ GVC ThS HoƠngăTrí Hình 2.26 : quáătrìnhădƣnănở đô ̣ngăc Stirling kiể uăGamma (H2 / 1 / [19]) Quáătrìnhădƣnănởăsinhăcôngă(hìnhă2.26): môiăchơtăcôngătac trong khôngăgianădană... pănhi tă ̃ kêtăthucăkhiăpis tonănenăđênăđiể măchêtătrên Trong quaătrốnhăcơpănhiê ̣t , pistonădanăn ̉ ăđiă ̃ xuôngăvaăpistonănenăđiălên , thể ă tíchăc aămôiăch tăcôngătácăkhôngăđ i Cơpănhiê ̣tăđĕ̉ ngă tích Hình 2.16 : quáătrìnhădƣnănởăđ ngăc Stirling ki uăalphaăăăă(H2 / 1 / [17]) Quáătrìnhădƣnănởăsinhăcông (hìnhă2.16): môiăchơtăcôngătacă trong không gian dƣnă n ̉ sẽăđ yă piston dƣnănở chuyễnăđô .         Stirling   ,  . plan, not only for the developed countries but also developing countries. The research will make Stirling engine applications run on any heat source, this engine could replace the internal combustion. and fuel prices are too expensive for collectiontype of people. Thesis "Application of the Stirling engine cooling devices" will solve the current energy shortage problems when cooling