Funktion, Geschichte, Vor-und Nachteile eines Stirlingmotors + Präsentation

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Geschichte

Der Stirlingmotor wurde im Jahr 1816 von dem schottischen Reverend Dr. Robert Stirling erfunden. Es ist die zweitälteste Wärmekraftmaschine der Welt nach der Dampfmaschine. Mit dem Stirlingmotor wollte er eine Alternative zu der Dampfmaschine anbieten, da durch die zahlreichen Kesselexplosionen in Hochdruckdampfmaschinen viele Menschen gestorben waren. Durch die sichere Handhabung erlebte der Motor recht schnell seine erste Blütezeit.  Im 19. Jahrhundert wurde er durch seine hohe Betriebsdauer und geringe Wartung damals besonders als Antrieb von Wasserpumpen, Gebläsen, Werkzeugmaschinen, und Dynamos verwendet. Doch leider wurde er in den Anfängen des 20. Jahrhunderts durch den Dieselmotor und den Ottomotor verdrängt. Des weiteren wurde das Stromnetz ausgebaut, welches den Tod des Stirlingmotors in Privathaushalten bedeutete. Ab 1950 wurde dann der Stirlingmotor als Antrieb für Schiffe und im Automobilantrieb erforscht. Mangelnde Erkenntnisse und fehlende Durchbrüche ließen den Stirlingmotor aber nie konkurrenzfähig werden zu konventionellen Antrieben. Erst ab 1970 geriet er erneut in die Schlagzeilen, da er erstmalig in einem Blockheizkraftwerk verbaut worden war. Doch selbst in dieser Funktion gelang dem Stirlingmotor kein Durchbruch. Mangelnde Anbieter und hohe Preise sind bis heute seine größten Nachteile. Trotzdem sehen Experten eine Zukunft für ihn. Das Einzigartige am Stirlingmotor ist, dass er jede Wärmequelle zu Arbeitsenergie umwandeln kann.

Funktion

Das dem Stirling-Motor zugrundeliegende Prinzip ist gemeinhin sehr bekannt:
-Warme Luft dehnt sich aus.
-Kalte Luft zieht sich zusammen.

Wird der Verdränger nach rechts bewegt, so muss das heiße Arbeitsgas durch den Regenerator* in den kalten Raum. Das Arbeitsgas gibt zunächst viel von seiner Wärme an den Regenerator ab. Danach kühlt es im gekühlten Raum wieder ab. Durch die Abkühlung vergrößert sich die Dichte des Arbeitsgases, was gegenüber der warmen Seite zu einem Unterdruck führt und den Arbeitskolben veranlasst, Arbeit zu verrichten. Danach wird der Verdränger mit dem Regenerator nach links in den kalten Raum bewegt. Das kalte Arbeitsgas muss nun wieder durch den heißen Regenerator zurück in den warmen Kolben. Dabei nimmt es im Regenerator die zuvor abgegebene Wärmeenergie wieder auf und wird im erwärmten Kolben weiter aufgeheizt. Das Arbeitsgas will sich nun ausdehnen und kann dabei erneut am Arbeitskolben Arbeit verrichten.

Den Wirkungsgrad eines Stirlingmotors kann man nicht genau bestimmen, jedoch ist er im idealen Stirlingmotor weitaus höher als in einem Diesel/Ottomotor.

*Ein Regenerator ist in diesem Fall zu definieren als ein Zylinder, der von kalter und warmer Luft durchströmt wird.

Vorteile/ Nachteile

+
Hohe Brennstoff- Flexibilität, sowohl in gasförmigen, festen oder in flüssigen Zuständen
Sie sind leise, da keine Explosions- und Auspuffgeräusche entstehen
Geringer Schmierölverbrauch
Stirlingmotoren erzeugen hohe Drehmomente, vor allem bei niedrigen Drehzahlen.


Geringer Bekanntheitsgrad
Antriebsarbeit muss hinzugefügt werden
Die Leistung ist schwer zu regeln
Kann praktisch nur stationär betrieben werden


 

Zugehörige Präsentation als PDF: 

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Gliederung:

  • Defintion
  • Funktion
  • Welches Material haben wir verwendet?
  • Wie haben wir unseres Model gebaut?
  • Technische Erkenntnisse von unserem Modell
  • Quellen

Sie haben Interesse an unserem Eigenbau aus dem 3D kontaktieren Sie den Autor unter:

layer.noah@gmail.com

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