NGHIÊN CỨU ðỘNG CƠ STIRLING
DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
A RESEARCH ON STIRLING ENGINES USING SOLAR ENERGY HOÀNG DƯƠNG HÙNG – PHAN QUÝ TRÀ

Trường ðại học Bách khoa, ðại học ðà Nẵng

PHAN QUANG XƯNG
ðại học ðà Nẵng TÓM TẮT
Trong bài báo này chúng tôi muốn giới thiệu về nghiên cứu ứng dụng một loại ñộng cơ nhiệt
có nhiều ưu việt mà ngày nay ñang ñược nhiều nhà nghiên cứu quan tâm ñể ứng dụng vào
thực tế, ñó là ñộng cơ Stirling. ðộng cơ Stirling có thể hoạt ñộng bởi nhiều nguồn nhiệt khác
nhau mà ñặc biệt là nó có thể sử dụng nguồn năng lượng mặt trời, một nguồn năng lượng
sạch và vô tận.
ABSTRACT
In this article we introduce one kind of heat engine: the Stirling engine. Currently, Stirling
engines are the subject of considerable research and development efforts because of their
potential for high efficiency, clean and quiet operation, especially, if they run on solar energy. 1. ðặt vấn ñề
Ðộng cơ Stirling là một thiết bị có
nhiều ưu việt và cấu tạo ñơn giản. Một
ñầu ñộng cơ ñược ñốt nóng, phần còn lại
ñể nguội và công hữu ích ñược sinh ra.
Ðây là một ñộng cơ kín không có ñường

n v ủn khi ỏp sut bờn trong gim xung bng ỏp sut khớ quyn thỡ quỏ trỡnh sinh cụng kt
thỳc (piston dng li).
Nu khi piston chuyn ủng ủn
ủu bờn phi ca xilanh, ta ngng quỏ
trỡnh cp nhit v tng quỏ trỡnh thi
nhit (lm mỏt) thỡ nhit ủ v ỏp sut
ca khụng khớ phớa trong xilanh gim
xung ủn khi ỏp sut ca khụng khớ bờn
trong thp hn ỏp sut ca khớ quyn bờn
ngoi thỡ piston s chuyn ủng ngc li
v tr li v trớ ban ủu. (Hỡnh: 5, 6)
Vn ủ ủt ra ủi vi ủng c
Stirling trong thc t l lm th no ủ
chỳng hot ủng mt cỏch t ủng, tc l
xilanh nhn, thi nhit ủỳng lỳc v liờn
h cht ch vi nhau. Nht l ủi vi
ủng c Stirling s dng nng lng mt
tri khi m ngun nng lng cung cp
cho ủng c liờn tc. Do vy ủ ủng c
Stirling hot ủng ủc trong thc t thỡ
ngoi xi lanh v piston nh trờn thỡ ủng
c cn phi cú thờm cỏc b phn ph nh
piston choỏn ch, bỏnh ủ v.v... v cỏc b
phn ny phi kt hp vi nhau sao cho
quỏ trỡnh nhn v thi nhit ca mụi cht
ủỳng chu k.

3. éng c stirling dựng nng lng mt tri
éng c Stirling ủc tớnh toỏn thit k c bn da trờn lý thuyt ca Schmidt. T lý
thuyt ny ngi ta xõy dng nờn cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn cho ủng c Stirling nhit ủ cao,

thụng s k thut nh bng sau.

ng kớnh 1,55 m
p sut lm vic
TBỡnh
1 bar
Nhit ủ b mt
hp th
65-120C
Din tớch hp
th
1,75 m
2
Cụng sut c khớ 30 W
Lm mỏt bng
khụng khớ t
nhiờn
20C
Chiu cao 1,3 m Th tớch ủng c 208 dm
3

Khi lng 240 kg
Hnh trỡnh ca
Piston choỏn ch
80 mm
Khớ cụng tỏc K.Khớ
Hnh trỡnh ca
Piston lm vic
190 mm
chờnh nhit

ðầu bơm
Bánh ñà
hình tính toán cho ñộng cơ là thích hợp. Thực tế ñã chế tạo thiết bị hoạt ñộng tốt với ñiều kiện
thực tế ở miền Trung.
280
300
320
340
360
380
0 10 20 30 40 50 60 70
Toc do quay (Vòng/phút)
Nhiet do (K)
TA(Tính toán)
TH(Tính toán)
TA(ðo)
TH(ðo)

Hình 8. Nhiệt ñộ bề mặt hấp thụ (T
A
) và nhiệt ñộ khí công tác nóng (T
H
) trong ñộng cơ


mặt trời, ðề tài nghiên cứu khoa học trọng ñiểm cấp Bộ, 2005.
[2] F. U. Miller, Franzis, Thermische Solarenergie, Germany, 1997.
[3] Andy ross, Ross Experimental, Mayking Stirling Enginers, 13425 Bell Rd. Marysville,
Ohio 43040, 1993.
[4] Colin D. Van Nostrand, Principles And Applications Of Stirling Enginers, West, New
York, 1985.
[5] Michael F. Modest, Radiative Heat Transfer, McGraw-Hill, Inc, 1993.
[6] G. T. Reader C. Hooper, Stirling Enginer, 1983.