C10-Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của động cơ Stirling

Động cơ stirling là một thiết bị có cấu tạo đơn giản. Một đầu động cơ được đốt nóng và một đầu để nguội. Đây là động cơ kín không có đường cấp nhiên liệu cũng như đường thải khí. Nhiệt cung cấp được lấy từ bên ngoài, bất cứ vật gì nếu đốt cháy đều có thể dùng để chạy động cơ stirling, như than, củi, rơm rạ, dầu hoả, cồn, khí đốt tự nhiên, ga, mêtan, ... nhưng không đòi hỏi quá trình cháy mà chỉ cần cấp nhiệt đủ để làm cho động cơ stirling hoạt động . Đặc biệt động cơ stirling có thể hoạt động với năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt hoặc nhiệt thừa từ các quá trình công nghiệp

Nguyên lý hoạt động:

Ở động cơ stirling, cơ chế của các quá trình cấp nhiệt, thải nhiệt và sinh công có hơi khác so với động cơ đốt trong. Để nghiên cứu kỹ về hoạt động của động cơ stirling ta xét một xilanh có một đầu bịt kín chứa một ít không khí bên trong, đầu kia của xilanh được chặn bởi một piston. Piston chuyển động qua lại tự do nhưng đảm bảo độ kín khít.

Giả sử lúc đầu không khí bên trong có nhiệt độ bằng nhiệt độ đầu lạnh và áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Khi đó piston đứng yên ở vị trí ban đầu. Nếu đốt nóng một đầu xilanh (đầu nóng) thì áp suất và nhiệt độ không khí bên trong tăng lên. Áp suất cao sẽ đẩy piston chuyển động và sinh công hữu ích. Nguồn nhiệt được sử dụng có thể là chùm tia bức xạ mặt trời hội tụ tại đầu xilanh hoặc một cách đơn giản là nhúng xilanh vào nước nóng. Bất kỳ nguồn nhiệt nào cũng sinh ra công, nhưng với nguồn nhiệt có nhiệt độ càng cao thì tạo ra công càng lớn.