nghiên cứu động cơ stirling sử dụng nhiệt thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ QUỐC VIỆT NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ STIRLING SỬ DỤNG NHIỆT THẢI NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S K C0 4 Tp Hồ Chí Minh, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ QUỐC VIỆT NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ STIRLING SỬ DỤNG NHIỆT THẢI NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Tp Hồ Chí Minh, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ QUỐC VIỆT NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ STIRLING SỬ DỤNG NHIỆT THẢI NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: PGS TS HOÀNG AN QUỐC Tp Hồ Chí Minh, năm 2014 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên:LÊ QUỐC VIỆT Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/08/1988 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Quảng Nam Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 387 KP3, P Long Bình Tân, Biên Hòa, Đồng Nai Điện thoại riêng: 0973512813 Email: quocviet288@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09 /2006 đến 08 / 2010 Nơi học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Công Nghệ Kĩ Thuật Ô Tô Tên Đồ án tốt nghiệp:“Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng ISC” Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 06/2010, Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: ThS Trần Văn Nguyện III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ 10/2010 đến 9/2014 Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Cao Đẳng Nghề Số – Bộ Quốc Phòng i Giáo viên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… Ký tên ii CẢM TẠ Trong trình học tập, nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ nhận nhiều giúp đỡ, tạo điều kiện nhiệt tình quý báu nhiều cá nhân tập thể Trước tiên, bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, PGS TS Hoàng An Quốc tận tâm hướng dẫn suốt trình học tập nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy cô giảng dạy chương trình cao học ngành Kĩ thuật Cơ khí động lực, người truyền đạt cho kiến thức hữu ích chuyên ngành, làm sở để thực tốt luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người bên cạnh tôi, hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt trình học tập hoàn thành luận văn Cuối xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn đến bạn đồng nghiệp hỗ trợ cho suốt trình nghiên cứu, học tập thực đề tài luận văn hoàn chỉnh Trong thời gian thực luận văn, cố gắng nhiều để hoàn thành tốt nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý báu quý thầy cô bạn Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 Học viên thực Lê Quốc Việt iii TÓM TẮT Đề tài trình bày việc nghiên cứu ứng dụng động Stirling sử dụng nhiệt thải ô tô, xe máy để phát điện Nội dung nghiên cứu xoay quanh vấn đề tận dụng nguồn khí thải có sẵn thải trình hoạt động động để làm nguồn cấp nhiệt cho động Stirling hoạt động chạy máy phát điện mini để tạo nguồn điện Nghiên cứu phương pháp tính lượng nhiệt thải từ động cụ thể, phương pháp thiết kế động Stirling phù hợp với lượng nhiệt thải Trong nghiên cứu, tác giả thực việc chế tạo thử nghiệm động Stirling nhỏ, sử dụng nguồn nhiệt thải từ xemáy để phát điện thắp sáng cho bóng đèn Led Kết thu với hiệu suất tận dụng nhiệt thải cao 1,284% ứng với giá chế độ tải động 40%, công suất tải máy phát phát đạt giá trị lớn 0,21W Các vấn đề cần nghiên cứu đề tài thể năm chương luận văn:  Chương 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu  Chương 2: Cơ sở lý thuyết  Chương 3: Tính toán thiết kế động Stirling  Chương 4: Thử nghiệm ứng dụng động Stirling  Chuong 5: Kết luận định hướng nghiên cứu iv ABSTRACT Topic presented in the research is the application of Stirling engine using waste heat in cars, motorcycles to generators.The content of research is problems utilize available emissions emitted during operation of the engine to supply heat for the Stirling engine to running small generator to generate electric power.The research also provided the method for calculating the amount of waste heat from a specific engine, method to design a Stirling engine is consistent with that waste heat source.In the research, the author performed the fabrication and testing of a small Stirling engine, using waste heat from the engine of motorcycle to generate electricity to illuminate Leds.Results obtained with maximumwaste heat efficiency is 1,284% correspondingregime load of motorcycle engine is 40%,maximum power of generator is generated 0,21W Issues of research topics were presented in five chapters of the thesis:  Chapter : Overview of research topics  Chapter : Theoretical Basis  Chapter : Calculate and design the Stirling engine  Chapter : Experimental application of the Stirling engine  Chapter : Conclusions and research orientation v LỜI NÓI ĐẦU Dầumỏvàcácsảnphẩmcủanóngàycàngchiếmmộtvịtrí tế quantrọngtrongnềnkinh quốcgia.Xãhộingàycàngpháttriểnthì lượngtiêuthụcácsảnphẩmcủanótăngnhanhchóng.Sựphụthuộcquálớncủa conngườivàomặthàng chiếnlượcnàylàmchonócókhảnăng vựctừkinhtếđếnchính chiphốitấtcảcác lĩnh trịxãhội.Việckhaithácquámứccũnglàmchochúng tiệncơgiớingàyvẫnkhông ngàycàngtrởnêncạnkiệt.Trongkhiđócácphương ngừngpháttriểnnhanhchóngvàtiêuthụmộtlượngđángkể,nghịchlýnàyđãđặt rachotoànthế giớimột toánkhóvềvấnđềnhiênliệu.Nhiềunướcđãrasứctìm nguồnnguyên liệu thích hợp chưa có kết tối ưu Thế giới chưa kịp phổ biến sản phẩm cồn etanol phương tiện vận tải Braxin khởi xướng phải nhận lấy trục trặc mà mang lại như: nồng độ tạp chất cao, trình cháy sinh axit làm hỏng nhanh chóng động ViệtNamchúngta vớinguồntàinguyênđadạngcũngđãtìmđượcnhững nguồnnguyênliệuthaythế,đángchúýhơncảlàDieselsinhhọc(Bio-Diesel)chiết xuấttừcáTra,cáBasa, Jatropha…Tuy thuđượcnhữngkếtquảbanđầu tínhchất làmtrươngnởcaosuvànhấtlànhiềutrườnghợptàuthuyềnchếtmáygiữabiển khơiđãgâyranhữngthiệthại quálớn đượcnguồnnguyênliệuthaythếhoànhảo Vìvậychúngtakhócóthểtìm trongtươnglai gần ĐộngcơStirling cólịchsửtừrấtlâuđời phátminhtrướccảđộngcơ xăngvàDiesel.Hiệntạiđộngcơnàycònnhữnghạnchếcầnkhắcphục,nhưngcác nhàchếtạovẫnkhôngngừngquantâmnghiêncứubởi loạiđộngcơnàocóđược mộtđặcđiểmmàkhôngmột khảnăngsửdụngbấtkìnguồnnhiênliệunàotừ thancủi,thanđá,dầumỏ,nănglượngmặttrời, địa nhiệt, nhiệt thải… VớimụctiêuchínhlànghiêncứuđộngcơStirling đểthấyđượcnhững sử dụng nhiệt thải ưuđiểmcủanó,từđóđềxuấtkhảnăngpháttriểncũngnhưlà sửdụngđộngcơStirlingvàcungcấpchocác vi hệsinhviênđisau tàiliệutìm hiểuvềđộngcơStirling,emđãchọnđềtài“Nghiên cứu động Stirling sử dụng nhiệt thải”choluận văntốtnghiệpcủamình Mặcdùđãrấtcốgắnghoànthànhđềtài,nhưng dobướcđầulàmquenvới côngtácnghiêncứukhoahọc,trìnhđộbảnthâncònhạnchếnênđềtàinàykhông tránhkhỏinhữngsai sót.Rấtmongđượcsựthôngcảmvàgópýcủaquýthầycô bạnđểđềtàinàyđượchoànthiệnhơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 Người thực đề tài Lê Quốc Việt vii thể vàcác  Quan sát đo đạc kết hoạt động động Stirling  Kết thử nghiệm thu được: Cũng hai trường hợp thí nghiệm trên, tăng tải động nhiệt độ khí thải tăng theo Nhiệt độ khí thải cao công suất động Stirling tăng theo, thời gian động bắt đầu hoạt động giảm Cụ thể trường hợp này, sau phút gắn động Stirling vào đường ống thải bắt đầu hoạt động Cho động chạy không kéo tải sau thời gian thêm phút động chạy ổn định với tốc độ đạt trung bình 1075,2 vòng/ phút Tiến hành cho động kéo tải máy phát, thấy tốc độ động giảm, để động ổn định tốc độ, tiến hành đo tốc độ động kéo tải kết trung bình 574,5 vòng/ phút Quan sát đèn Led thấy độ sáng tăng so với trường hợp Đo điện áp phát máy phát thu giá trị 1,69V Tiếp tục tiến hành đo nhiệt độ đầu nóng tản nhiệt động Stirling thu giá trị trung bình 382,7oC 131,5oC Các kết đo thông số thí nghiệm thể bảng 4.5 Bảng 4.5: Các kết thử nghiệm trường hợp Tốc độ Nhiệt độ Tốc độ động Nhiệt độ Nhiệt độ Điện áp động xe khí thải Stirling (v/p) đầu nóng tản nhiệt phát máy (v/p) (oC) Không tải Có tải (oC) (oC) (V) 4520 423 1050 530 370 125 1.62 4585 434 1068 557 376 128 1.63 4600 445 1090 600 390 135 1.75 4600 440 1100 605 398 139 1.76 4520 432 1058 580 384 132 1.70 4536 420 1085 575 378 130 1.67 𝑋 4560,2 432,3 1075,2 574,5 382,7 131,5 1,69 Lần đo 4.3.3 Kết đo điện áp phát công suấttải động Stirling theo nhiệt độ khí thải Xét nguyên lý động Stirling chênh lệch nhiệt độ cao công suất động lớn Do với động Stirling chạy nhiệt thải 81 nhiệt độ khí thải lớn, công sinh động Striling tăng theo, điện áp phát tăng theo tốc độ động Để xác định xác điện áp phát công suất tải tác giả thực thí nghiệm sau: Đầu tiên cho động xe máy hoạt động tốc độ bình thường, gắn động Stirling đường ống thải, từ từ tăng độ mở bướm ga xe máy để tăng lượng khí thải, nhiệt độ khí thải Sau tiến đo liên tục giá trị điện áp phát dòng tiêu thụ bóng Led Các kết đo thể bảng 4.6 Bảng 4.6: Các thông số động Stirling công suất máy phát thay đổi chế độ tải xe máy Chế độ Nhiệt Tốc độ tải động độ khí động cơ xe thải Stirling có máy (%) (oC) tải (v/p) 30 40 50 60 70 80 90 335 378 415 432 485 540 585 350 450 500 575 610 645 675 Điện áp phát (V) 1,30 1,49 1,62 1,70 1,78 1,82 1,90 Dòng điện Công suất tiêu thụ tiêu thụ Led Led (P=U.I) (mA) (W) 9,1 10,5 11,3 12,1 13,2 14,4 15,7 0.08 0.11 0.13 0.14 0.16 0.18 0.21 Bảng kết đo thể rõ tăng nhiệt độ khí thải tốc độ động Stirling điện áp phát tăng theo Công suất tải đạt giá trị 0,21 W chế độ động xe máy 90% Các biểu đồ hình 4.14, 4.15 biểu diễn giá trị điện áp phát ra, tốc độ động Stirling theochế độ tải xe máy nhiệt độ khí thải 82 Điện áp phát theo tốc độ động Stirling 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 100 200 300 400 500 600 700 Hình 4.14: Biểu đồ điện áp phát theo tốc độ động Stirling Công suất tải phát nhiệt độ khí thải theo tải động xe máy 700 0.25 600 0.2 500 400 0.15 300 0.1 200 0.05 100 0 30 40 50 60 Nhiệt độ khí thải 70 80 90 Công suất tải phát Hình 4.15: Biểu đồ thể công suất tải phát nhiệt độ khí thải ứng với chế độ tải động xe máy thử nghiệm 4.3.4 Đánh giá hiệu suất sử dụng nhiệt thải động Stirling thực tế Tiến hành thí nghiệm trường hợp đo điện áp tải động Stirling Để đánh giá hiệu suất sử dụng nhiệt thải động Stirling, tác giả đánh giá thông qua trường hợp động hoạt động với tải từ 30% đến 90% Với hiệu suất máy phát điện làm từ động DC cũ 85%, hiệu suất hệ thống truyền động từ động Stirling đến máy phát 80%, tỉ lệ sử dụng nhiệt thải động Stirling tính toán theo chu trình 9,94%, tác giả tính hiệu 83 suất thực tế động Stirling theo công thức (4.1), (4.2), (4.3) Kết thể bảng 4.7 Thời gian chu trình động Stirling: 𝑡= 60 (4.1) 𝑡ố𝑐 độ độ𝑛𝑔 𝑐ơ 𝑆𝑡𝑖𝑟𝑙𝑖𝑛 𝑔 Lượng nhiệt thải xe máy chu trình: 𝑄𝑐𝑡 = 𝑄𝑘𝑥 𝑡 (4.2) Hiệu suất sử dụng nhiệt thải thực tế động Stirling: 𝜂𝑡𝑡 = 𝑃𝑚𝑝 (4.3) 𝜂 𝑚𝑝 𝜂 𝑡𝑑 𝜂 𝑠𝑑 𝑄𝑐𝑡 Bảng 4.7:Hiệu suất tận dụng nhiệt thải động Stirling theo chế độ tải Chế độ tải xe máy (%) Nhiệt độ khí thải (oC) Tốc độ động Stirling có tải (v/p) Tốc độ động xe máy (v/p) Lượng nhiệt thải xe máy cung cấp Lượng nhiệt thải xe máy chu trình Công suất máy phát (W) Hiệu suất tận dụng nhiệt thải (%) 30 40 50 60 70 80 90 335 378 415 432 485 540 585 350 450 500 575 610 645 675 2250 3000 3750 4500 5250 6000 6750 677.12 1036.65 1439.52 1807.29 2395.05 3076.92 3774.42 116.08 126.7 158.35 172.87 215.95 262.37 307.55 0.08 0.11 0.13 0.14 0.16 0.18 0.21 1.02 1.284 1.215 1.198 1.096 1.015 1.01 Vậy hiệu suất tận dụng nhiệt thải động Stirling chế tạo đạt giá trị cao 1,284% ứng với chế độ tải hoạt động xe máy 40% Các giá trị hiệu suất tận dụng nhiệt thải thể rõ biểu đồ hình 4.16 84 Hiệu suất tận dụng nhiệt thải theo chế độ tải xe máy 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hình 4.16: Biểu đồ hiệu suất tận dụng nhiệt thải động Stirling theo chế độ tải động xe máy 4.4 Đánh giá kết thử nghiệm Qua trình làm thí nghiệm, đo đạc thu thập số liệu, tác giả nhận thấy mô hình động Stirling chạy nhiệt thải hoạt động được, đáp ứng yêu cầu đặt Để mô hình hoạt động ổn định kéo tải phát điện áp chế độ tải động đốt phải từ 40% trở lên Với chế độ tải này, tốc độ tương ứng động đạt khoảng 3000 vòng/ phút, xe chạy đường tốc độ tương ứng khoảng 40 km/h đến 50 km/h Đồng thời thời gian để động Stirling hoạt động ổn định từ lúc xe bắt đầu chạy khoảng 10 phút Kết thử nghiệm cho thấy với lượng nhiệt thải định không lớn từ xe máy giúp cho động Stirling hoạt động phát lượng điện đủ thắp sáng bóng đèn Led Điều chứng tỏ khả ứng dụng động Stirling sử dụng nhiệt thải động đốt hoàn toàn khả thi, đặc biệt phát huy tốt động đốt lớn động tĩnh máy phát điện, máy tàu thủy… Kết cho thấy hiệu suất tận dụng nhiệt thải đạt giá trị cao 1,284% ứng với chế độ tải động xe máy 40% Điều cho thấy phù hợp thiết kế, tức xe máy chạy tốc độ trung bình động Stirling 85 hoạt động với hiệu cao Tuy hiệu suất tận dụng nhiệt khiêm tốn bước đầu thành công đề tài Kết thấp trình thiết kế, tính toán chế tạo động nhiều hạn chế công nghệ, trình độ chế tạo, gia công chi tiết Nhưng qua kết tác giả rút học kinh nghiệm thiết kế, tính toán chế tạo động Stirling để thực tốt đề tài 4.5 Chƣơng trình mô tính toán thông số động Stirling Song song với việc tính toán thiết kế động Stirling thử nghiệm thực tế, tác giả viết chương trình mô nhằm đưa phương tiện tính toán thiết kế động Stirling cách tổng quát Phần mềm viết với ngôn ngữ lập trình LabVIEW, cho phép người sử dụng nhập thông số đầu vào động cần tính toán tỉ số nhiệt độ, tỉ số thể tích, thể tích làm việc nhỏ động cơ…Sau chương trình xử lý, tính toán đưa thông số áp suất, công suất, hiệu suất… Đồng thời chương trình mô vẽ chu trình hoạt động vẽ đồ thị P-V Điều có ý nghĩa, giúp người thiết kế lần đầu tính toán nhanh hơn, xác động mà họ muốn chế tạo Hình 4.17:Chương trình tính toán, thiết kế động Stirling 86 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU 5.1 Những vấn đề giải Qua trình nghiên cứu, tìm hiểu thực đề tài với nhiều thời gian, công sức, với tảng kiến thức ô tô, nhiệt động học trang bị, kiến thức tổng quan liên quan học thời gian qua, tác giả hoàn thành nhiệm vụ đặt đề tài đạt số thành công định Tác giả vận dụng lý thuyết học để tính toán nguồn nhiệt thải động đốt trong, cụ thể đề tài động xe máy SYM EZ 110 Việc tính toán nguồn nhiệt thải giúp cho việc đề giải pháp hợp lý để tận dụng nguồn nhiệt này, có việc sử dụng động Stirling để phát điện Dựa kết tính toán từ nhiệt thải, tác giả tính toán, thiết kế chế tạo thành công động Stirling nhỏ với công suất tối đa 0,21W Việc thử nghiệm động Stirling nhỏ chế tạo chạy khí thải xe máy thực thành công, lượng khí thải thoát từ xe máy đủ cung cấp lượng cho động Stirling chạy kéo máy phát mini phát điện áp từ 1,3V đến 1,9V Từ kết nghiên cứu cho thấy khả ứng dụng động Stirling sử dụng nhiệt thải ô tô, xe máy hướng đắn cần đầu tư nghiên cứu sâu rộng Các kết thử nghiệm hạn chế cho thấy khả thực tế đề tài, đồng thời nguồn tài liệu quý giá để thực nghiên cứu Trên động đốt có công suất lớn chắn cung cấp nguồn nhiệt thải lớn yếu tố quan trọng để tăng hiệu suất công suất động Stirling Vì tác giả tin việc ứng dụng động Stirling lĩnh vực giúp cải thiện nhiều vấn đề lượng quan tâm 87 5.2 Những vấn đề tồn Bên cạnh kết đạt trình nghiên cứu đề tài, tác giả không tránh khỏi hạn chế mặt thiết bị công nghệ như: Mô hình động Stirling chế tạo mô hình nhỏ, đáp ứng yêu cầu thử nghiệm học tập chưa đáp ứng việc ứng dụng thực tế Việc đo đạc thông số bên động Stirling nhiệt độ môi chất công tác, áp suất môi chất công tác chưa thực kết cấu động nhỏ Quá trình tính toán chế tạo động Stirling thực kiểu động định, chưa thực nghiên cứu kiểu động Stirling khác Công nghệ chế tạo chưa cao, trình chế tạo động nhiều thiếu sót, chưa chuyên môn hóa đặc biệt vật liệu chế tạo chưa đạt nên hiệu suất khả hoạt động động hạn chế, công suất động không cao Mặt khác thời gian điều kiện có hạn nên tác giả chế tạo thử nghiệm động Stirling nhỏ xe máy, chưa chế tạo thử nghiệm động Stirling lớn ô tô Đây điểm hạn chế đề tài 5.3 Hƣớng phát triển đề tài Những kết đạt trình nghiên cứu chứng minh khả phát triển, mở rộng đề tài Trong thời gian tới tác giả cố gắng thực động Stirling có công suất hiệu suất lớn thử nghiệm xe ô tô, động lớn để tận dụng nguồn nhiệt thải chúng, giúp cải thiện hiệu suất động đốt giúp cải thiện vấn đề lượng hao phí Ngoài ra, hướng phát triển khác đề tài chế tạo nhiều kiểu động Stirling khác để thử nghiệm đánh giá kiểu, chọn kiểu động tối ưu Bên cạnh tác giả đề xuất nghiên cứu thực việc đo đạc thông số bên động áp suất nhiệt độ môi chất công tác 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Hoàng Dương Hùng, Phan Quý Trà, Nghiên cứu động Stirling dùng lượng mặt trời, Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng [2] Trần Quang Thạch, Ứng dụng động Stirling thiết bị làm lạnh, luận văn Thạc sĩ, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh, 2012 [3] GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn, Lý thuyết ô tô máy kéo, in lần thứ 5, Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội, 2005, trang 189 [4] GS TSKH Trần Văn Phú, Giáo trình kĩ thuật nhiệt, Nhà xuất giáo dục, 2007 [5] Nguyễn Bốn - Hoàng ngọc Đồng, Nhiệt kĩ thuật, Nhà xuất Giáo dục 1999 Tiếng Anh: [6] Halit Karabulut, H¨useyin Serdar Yucesu, Atilla Koca, Manufacturing and Testing of a V-Type Stirling Engine, Đại học Gazi, Đại học Zonguldak Karaelmas, Thổ Nhĩ Kì [7] Wolfgang Winkler, Hagen Lorenz, Design studies of mobile applications with SOFC–heat engine modules, Đại học khoa học ứng dụng Harmburg, CHLB Đức [8] Noel P Nightingale, Design automotive Stirling engine Mod II, Trung tâm nghiên cứu Kĩ thuật Cơ khí, New York, Mĩ [9] W'dliam D Ernst , Richard K Shaltens, Automotive Stirling Engine Development Project, trung tâm nghiên cứu kĩ thuật khí, New York, Mĩ [10] J Gary Wood and Neill Lane, Advanced 35W free-piston Stirling engine for space power applications, tập đoàn công nghiệp Sunpower, Ohio, Mĩ [11] Charles Habbaky, Adrian Boangiu, Performance Analysis of a Stirling Engine Fuelled by Diesel and Ethanol and Transition to Bio-oil, luận văn Thạc sĩ Khoa học ứng dụng, Đại học Toronto, Canada [12] William R Matini, Stirling engine design manual, 2nd edition, U.S 89 Department of energy, 1/1983 [13] Koichi Hirata, Schmidt theory for Stirling engine, National Maritime research institute [14] Wamei Lin, Modeling and Performance Analysis of Alternative Heat Exchangers for Heavy Vehicles, Thesis for the degree of Licentiate of Engineering, 2011, Lund University [15] J S Jadhao, D G Thombare, Review on Exhaust Gas Heat Recovery for I.C Engine, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), Volume 2, Issue 12, June 2013 [16] G Walker, Stirling - cycle machines, Nhà xuất Clarendon Press Oxford, 1973 Website: [17] http://www.robertstirlingengine.com [18] http://www.sym.com.vn/san-pham/xe-so/ez/dac-diem-ky-thuat [19] http://www.solarheatengines.com/2012/02/09/power-piston-sizing-forstirling-engines/ [20] http://www.ohio.edu/mechanical/stirling/ [21] http://en.wikipedia.org/wiki/Stirling [22] http://www.youtube.com 90 PHỤ LỤC 91 PHỤ LỤC Phần code chương trình tính toán thiết kế động Stirling Sơ đồ nguyên lý cảm biến đo tốc độ động Stirling Sơ đồ đấu nối cảm biến đo tốc độ động Stirling Phần code đo tốc độ LabVIEW S K L 0 [...]... không khí - Động cơ Stirling với môi chất công tác là hydrogen - Động cơ Stirling với môi chất công tác là helium Nguồn nhiệt - Động cơ Stirling sử dụng nhiên liệu làm nguồn nhiệt - Động cơ Stirling sử dụng năng lượng mặt trời - Động cơ Stirling sử dụng nguồn địa nhiệt - Động cơ Stirling kiểu alpha - Động cơ Stirling kiểu Beta Đặc điểm cấu tạo Công dụng - Động cơ Stirling kiểu Gamma - Động cơ Stirling. .. nhiên việc nghiên cứu và chế tạo động cơ này ở nước ta ít được chú trọng Đặc biệt là nghiên cứu và chế tạo động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải Đề tài dựa trên nền tảng các kiến thức, nghiên cứu đã có về động cơ Stirling, từ đó nghiên cứu và phát triển động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải ứng dụng trên ô tô, giúp tận dụng nguồn nhiệt thải mà không gây bất kỳ ảnh hưởng gì đến hoạt động của động cơ cũng như... ứng dụng của đề tài Trong quá trình nghiên cứu, chế tạo thêm nhiều loại động cơ Stirling khác với những mục đích sử dụng và khả năng thích ứng khác nhau 6 1.5 Đối tƣợng nghiên cứu Cơ sở lý thuyết của động cơ Stirling Cấu tạo và phân loại động cơ Stirling Nguyên lý hoạt động và tính toán chu trình của động cơ Stirling Nghiên cứu và chế tạo động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu. .. về cơ sở lý thuyết, lịch sử, cấu tạo cũng như hoạt động của các loại động cơ Stirling nói riêng, động cơ nhiệt nói chung Qua đó, có thể chế tạo động cơ Stirling mẫu sử dụng nhiệt thải làm mô hình học tập và nghiên cứu Bên cạnh đó, việc nghiên cứu động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải cũng nhằm góp phần tạo nền tảng cơ bản và làm tiền đề cho việc phát triển và ứng dụng động cơ Stirling rộng rãi hơn trong... .7 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8 2.1.Giới thiệu về động cơ Stirling 8 2.1.1.Khái niệm và lịch sử phát triển của động cơ Stirling 8 2.1.2.Phân loại động cơ Stirling 12 2.1.3.Đặc điểm cấu tạo của động cơ Stirling 13 2.1.4.Nguyên lý hoạt động cơ bản của động cơ Stirling 15 2.1.5.Cấu tạo và hoạt động của các loại động cơ Stirling 19 2.1.5.1 .Động cơ Stirling kiểu... thuật ngành cơ khí động lực 1.4 Nhiệm vụ và giới hạn đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là tìm hiểu về cơ sở lý thuyết, cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động của động cơ Stirling, từ đó tính toán chu trình nhiệt của loại động cơ này Thông qua các nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết sẽ tiến hành nghiên cứu và chế tạo một động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải Trình bày được các lý thuyết cơ sở và kiến... đặc biệt của động cơ này đó là: nếu chu trình nhiệt động học được thực tiễn hóa thì hiệu suất của động cơ Stirling sẽ giống như hiệu suất của chu trình Carnot, tức là hiệu suất lý thuyết cực đại có được của bất kỳ động cơ nhiệt nào .Động cơ Stirling đã được thí nghiệm và sử 1 dụng trong các lĩnh vực như: máy làm lạnh, động cơ phát điện, động cơ tàu thủy, động cơ ô tô, động cơ máy bay, sử dụng trên các... Phân loại động cơ Stirling Động cơ Stirling có thể được phân loại theo những tiêu chí khác nhau (bảng2.1) Nếu căn cứ vào đặc điểm cấu tạo, có thể chia động cơ Stirling thành các loại sau :động cơ Stirling kiểu alpha (α), động cơ Stirling kiểu Beta (β) và động cơ Stirling kiểuGamma (γ) 12 Bảng 2.1:Phân loại tổng quát động cơ Stirling Tiêu chí phân loại Môi chất công tác Phân loại - Động cơ Stirling với... chọn đề tài “ Nghiên cứu động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải làm đề tài nghiên cứu cho mình 7 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu về động cơ Stirling 2.1.1 Khái niệm và lịch sử phát triển của động cơ Stirling Các loại động cơ nhiệt phổ biến hiện nay không được cung cấp nhiệt năng từ bên ngoài một cách trực tiếp mà được cung cấp nhiên liệu, sau đó nhiên liệu được đốt cháy để tạo ra nhiệt năng Căn... đến lĩnh vực nghiên cứu Tính toán và thiết kế được một động cơ Stirling sử dụng nhiệt thải Thử nghiệm động cơ Stirling trên thực tế và so sánh đánh giá kết quả thử nghiệm Tuy nhiên, mặt hạn chế của đề tài là chỉ thực hiện đối với một loại động cơ Stirling cụ thể mà chưa nghiên cứu được các loại động cơ Stirling khác nhau Hướng phát triển của đề tài là sẽ tiếp tục cập nhật thêm các nghiên cứu mới, mở