Bachelor's Thesis

Stirling engine

Final Thesis 3.06 MB Appendix 945.14 kB

Author of thesis: Bc. Daniel Kopec

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Reviewer: Ing. Bc. Lukáš Preisler

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on a literature review and on the subsequent design of a Stirling engine model. A working principle and the essence of the Stirling engine are described and complemented by listing and shedding light on the fundamental engine configurations, as well as noting several applications of the Stirling engine. The topic of thermodynamic analyses of the Stirling engine is explored by means of classifying these analyses into five categories, followed by an analysis of a low-temperature-difference (LTD) gamma Stirling engine model. The output of this thesis is this model’s drawing documentation.

Keywords:

Stirling engine, Stirling cycle, Schmidt cycle, Beale number, model engine design, thermodynamic analysis

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval obsah své bakalářské práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: Jak dlouho by trval tisk nejnáročnějšího prvku? Uvažovali jste o použití mědi místo nerezové oceli? Jaká teplota je limitní pro váš model? Definujte pojem škodný prostor.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
Ing. Pavel Milčák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D. (člen)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Špiláček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Téma práce je orientováno na technologii Stirlingova motoru. Vlastní tvůrčí část zahrnuje návrh malého modelu Stirlingova motoru.

Student zpracoval kvalitní práci naplňující cíle zadání. Student přistupoval ke zpracování práce aktivně a samostatně. Rozsah a úroveň zpracování práce odpovídají bakalářské práci. Úvodní inspirací pro navrhovaný model Stirlingova motoru byl starší model vlastněný pracovištěm.

Student samostatně pracoval s podklady a zdrojovými daty. Po formální stránce je práce zpracována pečlivě, všechny běžné grafické náležitosti odpovídají standardu závěrečné práce.

Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Bc. Lukáš Preisler

Předložená bakalářská práce pojednává o principu, termodynamické analýze a konstrukčních modifikacích Stirlingova motoru. Její úvodní část se věnuje rozsáhlé literární rešerši termodynamických cyklů a dohledatelným průmyslovým či vesmírným aplikacím tohoto stroje. Následná praktická část je zaměřena na vlastní CAD návrh demonstrativního 3D tištěného modelu. K tomuto návrhu autor vypracoval orientační termodynamický výpočet a přiložil výkresovou dokumentaci sestavy.

Vlastní konstrukční řešení je zpracováno velmi zdařile a účelně využívá technologií 3D tisku i normovaných dílů. Přesto se domnívám, že autorův vlastní přínos je do určité míry limitován tím, že vycházel primárně z prosté geometrické duplikace a zvětšování již stávajícího malého komerčního modelu. V práci rovněž citelně postrádám lepší návaznost provedené detailní rešerše přímo na konstrukční část, jelikož návrh mnohé fyzikální principy (např. minimalizaci mrtvých prostorů) spíše ignoruje. Z textu dále vyplývá, že student z důvodu nedostatku času nedotáhl fyzickou výrobu vytištěných součástí a montáž motoru do konce, což je škoda a nevyužil se tím plně potenciál práce. I přes tyto výtky však autor prokázal schopnost ucelené inženýrské práce a zadané cíle splnil. Práci proto doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality C
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations B
Topics for thesis defence:
  1. Jaký očekáváte celkový časový nárok na reálnou výrobu jednoho vámi navrženého Stirlingova motoru?
  2. V kapitole 6.4.1 odmítáte použití 1mm hliníkového plechu pro výměník z důvodu obavy o překročení meze kluzu. Jak bude mechanicky namáhána tuto deska při vámi navržených tlacích. Skutečně by běžný hliník nevyhověl?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová