Hôm nay chúng ta sẽ nói về một loại động cơ khác với loại động cơ thông thường được sử dụng cho động cơ đốt trong. Các phương tiện sử dụng loại động cơ này được cung cấp bởi nhiên liệu hóa thạch mà hiệu quả không quá tốt. Trong trường hợp này, chúng tôi giới thiệu bạn động cơ Stirling. Nó là động cơ kỹ thuật có hiệu suất cao hơn động cơ xăng hoặc diesel. Bằng cách này, có thể nói rằng nó là một trong những động cơ tốt nhất tồn tại và thêm vào đó, nó là động cơ sinh thái.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích các đặc điểm của động cơ Stirling và so sánh những ưu điểm với nhược điểm của việc sử dụng nó. Bạn có muốn biết thêm về loại động cơ này? Bạn chỉ cần tiếp tục đọc 🙂
Động cơ Stirling
Động cơ này không có gì hiện đại hay mang tính cách mạng. Nó được phát minh ở năm 1816 bởi Robert Stirling. Nó được biết đến là một động cơ có tiềm năng hoạt động hiệu quả hơn bất kỳ kiểu đốt nào khác. Ngoài phát hiện của họ, chúng ta không thể nói rằng cuối cùng họ đã áp đặt cuộc sống của chúng tôi.
Trên thực tế, động cơ này, mặc dù có nhiều tiềm năng hơn, nhưng chỉ được sử dụng trong một số ứng dụng rất chuyên biệt. Các khu vực mà nó được sử dụng yêu cầu động cơ càng yên tĩnh càng tốt, không giống như động cơ đốt trong thông thường. Ví dụ, nó được sử dụng trong tàu ngầm hoặc máy phát điện phụ trợ cho du thuyền.
Nó vẫn chưa được sử dụng đại trà nhưng không có nghĩa là nó không được phát huy tác dụng. Động cơ này có những ưu điểm tuyệt vời mà chúng ta sẽ phân tích ở phần sau.
Hoạt động
Động cơ sử dụng chu trình Stirling, khác với chu trình sử dụng trong động cơ đốt trong.
Các khí được sử dụng không bao giờ thoát ra khỏi động cơ, giúp giảm lượng khí thải gây ô nhiễm. Nó không có van xả để xả khí áp suất cao, như với động cơ xăng hoặc diesel. Trong trường hợp có bất kỳ nguy hiểm nào, nó không có nguy cơ nổ. Bởi vì điều này, động cơ Stirling rất yên tĩnh.
Động cơ Stirling sử dụng nguồn nhiệt bên ngoài có thể bắt lửa. Cả từ xăng dầu đến năng lượng mặt trời hay thậm chí là nhiệt lượng do thực vật thối rữa tạo ra. Điều này có nghĩa là bên trong động cơ không có kiểu đốt cháy.
Nguyên lý hoạt động của động cơ Stirling là một lượng khí cố định được làm kín bên trong động cơ. Điều này gây ra một loạt các sự kiện hình thành làm thay đổi áp suất khí bên trong động cơ và khiến nó chạy.
Có một số đặc tính của khí rất quan trọng để động cơ hoạt động bình thường:
- Nếu bạn có một lượng khí cố định trong một thể tích không gian cố định và bạn tăng nhiệt độ của khí đó thì áp suất sẽ tăng lên.
- Nếu bạn có một lượng khí cố định và nén nó (giảm thể tích không gian của bạn), nhiệt độ của khí đó sẽ tăng lên.
Đây là cách động cơ Stirling sử dụng hai xi lanh. Một trong số chúng được làm nóng bằng nguồn nhiệt bên ngoài (lửa) và cái kia được làm mát bằng nguồn làm mát (chẳng hạn như nước đá). Các buồng khí mà cả hai xi lanh có được kết nối với nhau và các piston được kết nối cơ học với nhau bằng một liên kết xác định cách chúng sẽ chuyển động tương đối với nhau.
Bộ phận động cơ
Động cơ này có bốn phần đối với chu trình vận hành hoặc đốt cháy của nó. Hai piston mà chúng tôi đã đề cập trước đây là những cái thực hiện tất cả các phần của chu trình:
- Để bắt đầu, nhiệt được thêm vào khí bên trong xi lanh được nung nóng. Điều này tạo ra áp suất và buộc piston di chuyển xuống dưới. Đây là một phần của chu trình Stirling thực hiện công việc.
- Khi đó piston bên trái chuyển động lên trong khi piston bên phải di chuyển xuống. Các chuyển động này chuyển khí nóng về phía xi lanh được làm mát bằng nước đá. Làm mát nó nhanh chóng làm giảm áp suất khí và có thể được nén dễ dàng hơn cho phần tiếp theo của chu trình.
- Piston bắt đầu nén khí được làm mát và nhiệt lượng do quá trình nén đó tạo ra nó được loại bỏ bởi nguồn làm mát.
- Piston bên phải chuyển động lên trong khi piston bên trái chuyển động xuống. Điều này một lần nữa làm cho khí đi vào xi lanh được nung nóng, nơi nó nóng lên nhanh chóng, tạo áp suất và chu trình lặp lại một lần nữa.
Ưu điểm của động cơ Stirling
Nhờ loại hoạt động này và hiệu suất của nó, chúng ta có thể tìm thấy một số lợi thế.
- Nó im lặng. Đối với một số hoạt động cần sự im lặng lớn hơn, loại động cơ này là một lựa chọn tốt. Nó cũng dễ dàng cân bằng và ít tạo ra rung động.
- Nó có hiệu quả cao. Do nhiệt độ của nguồn nóng và lạnh, động cơ có thể chạy ở nhiệt độ thấp. đồng phát.
- Bạn có thể có một số nguồn nóng. Để đốt nóng khí, bạn có thể có các nguồn nhiệt như gỗ, mùn cưa, năng lượng mặt trời hoặc địa nhiệt, chất thải, v.v.
- Nó là sinh thái hơn. Loại động cơ này không góp phần phát thải khí vào khí quyển bằng cách đốt cháy hoàn toàn.
- Độ tin cậy cao hơn và bảo trì dễ dàng hơn. Công nghệ của nó rất đơn giản nhưng hiệu quả. Điều này làm cho chúng có độ tin cậy cao và ít yêu cầu bảo trì.
- Chúng tồn tại lâu hơn. Không giống như động cơ thông thường, đơn giản hơn và nhờ thiết kế của chúng, chúng có tuổi thọ cao hơn.
- Sử dụng khác nhau. Nó có thể có một số mục đích sử dụng do tính tự chủ và khả năng thích ứng với các nhu cầu và các loại nguồn nhiệt khác nhau.
nhược điểm
Cũng như loại động cơ này mang lại những ưu điểm, thì cũng cần phải phân tích những nhược điểm đó là:
- Chi phí là vấn đề lớn nhất của bạn. Nó không có tính cạnh tranh với các phương tiện khác.
- Không được công chúng biết đến. Nếu bạn không biết động cơ Stirling là gì, bạn không thể quảng bá nó.
- Họ có xu hướng gặp vấn đề về niêm phong. Đây là một sự phức tạp. Sự lựa chọn lý tưởng sẽ là hydro vì độ nhẹ và khả năng hấp thụ calo của nó. Tuy nhiên, nó không có khả năng lây lan qua các vật liệu.
- Đôi khi nó cần phải rất lớn và yêu cầu các thiết bị cồng kềnh.
- Thiếu linh hoạt. Khó có thể có được các biến thể công suất nhanh chóng và hiệu quả với động cơ Stirling. Cái này đủ điều kiện hơn để hoạt động với hiệu suất danh nghĩa không đổi.
Với những thông tin này, bạn sẽ có thể hiểu rõ hơn về loại động cơ này và phân tích nó một cách đầy đủ.