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. 167 Hỗnh 4.101. Bọỹ phỏỷn giaới nhióỷt khọng khờ Bọỹ phỏỷn giaới nhióỷt coù thóứ bũng nổồùc, nhổng trong thổỷc tóỳ giaới nhióỷt bũng khọng khờ tổỷ nhión õồn giaớn vaỡ thuỏỷn lồỹi hồn (hỗnh 4.101). óứ tng hióỷu quaớ hoaỷt õọỹng cuớa õọỹng cồ thỗ phaới coù thóm bọỹ phỏỷn Hỗnh 4.102. Bọỹ phỏỷn hoaỡn nhióỷt duỡng phoi kim loaỷi 168 hoaỡn nhióỷt õỷt giổợa phỏửn noùng vaỡ phỏửn laỷnh. Bọỹ phỏỷn hoaỡn nhióỷt thổồỡng laỡm bũng sồỹi kim loaỷi (phoi kim loaỷi). Hỗnh 4.103 laỡ bồm nổồùc sổớ duỷng nng lổồỹng mỷt trồỡi cọng suỏỳt 5m 3 /ngaỡy õaợ õổồỹc chóỳ taỷo vaỡ sổớ duỷng. Cỏnh tn nhit Piston lc u bm Bỏnh Hỗnh 4.103. Bồm nổồùc duỡng nng lổồỹng mỷt trồỡi cọng suỏỳt 5m 3 /ngaỡy Mt hp th 169 . 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. 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