Stirlingmotor - Versionsgeschichte

Admin: /* technische Details */

2009-07-18T10:28:55Z

technische Details

← Nächstältere Version		Version vom 18. Juli 2009, 10:28 Uhr
Zeile 23:		Zeile 23:

	==technische Details==		==technische Details==
			Stirlingmotoren werden in den unterschidelichsten Temperaturbereichen eingesetzt. Entsprechend vielfälltig sind die an die Maschine gestellten Anforderungen.

			Zwischen einem Verdränger- und einem Arbeitskolben gibt es drei Unterscheidungsmerkmale
			#Kräfte auf Arbeitskolben sind viel höher als auf Verdrängerkolben
			#Arbeitskolben muss viel besser abgedichtet sein als Verdrängerkolben
			#Arbeitskolben sollte möglichst wenig Wärme leiten

	==Einsatzgebiete==		==Einsatzgebiete==

Admin: /* Klassifikation */

2009-07-18T10:26:25Z

Klassifikation

← Nächstältere Version		Version vom 18. Juli 2009, 10:26 Uhr
Zeile 15:		Zeile 15:
	*α-Typ: zwei Arbeitskolben in zwei verschiedenen Zylindern; kein Verdränger		*α-Typ: zwei Arbeitskolben in zwei verschiedenen Zylindern; kein Verdränger
	*β-Typ: ein Arbeitskolben und ein Verdrängerkolben im gleichen Zylinder		*β-Typ: ein Arbeitskolben und ein Verdrängerkolben im gleichen Zylinder
	*γ-Typ: Arbeitskolben und zwei Verdrängerkolben in zwei verschiedenen ~~Zylinder~~		*γ-Typ: Arbeitskolben und zwei Verdrängerkolben in zwei verschiedenen Zylindern
	Diese Grundtypen können in weitere Unterarten unterteilt werden. Kriterien sind		Diese Grundtypen können in weitere Unterarten unterteilt werden. Kriterien sind
	*[[Regenerator]] im Verdrängerkolben oder als statische Anordnung (&~~betas~~; und γ)		*[[Regenerator]] im Verdrängerkolben oder als statische Anordnung (β und γ)
	*Arbeitskolben auf der kalten oder heissen Seite (β)		*Arbeitskolben auf der kalten oder heissen Seite (β)
	*Anordnung der Zylinder (α und &~~beta~~;)		*Anordnung der Zylinder (α und γ)
	*Führung der Verdränger-Schubstange (β)		*Führung der Verdränger-Schubstange (β)

	Zwischen einem Verdränger- und einem Arbeitskolben gibt es drei Unterscheidungsmerkmale
	#Kräfte auf Arbeitskolben sind viel höher als auf Verdrängerkolben
	#Arbeitskolben muss viel besser abgedichtet sein als Verdrängerkolben
	#Arbeitskolben sollte möglichst wenig Wärme leiten

	==technische Details==		==technische Details==

Admin: /* Klassifikation */

2009-07-18T10:22:16Z

Klassifikation

← Nächstältere Version		Version vom 18. Juli 2009, 10:22 Uhr
Zeile 12:		Zeile 12:

	==Klassifikation==		==Klassifikation==
			Die Stirlingmotoren werden in drei Hauptbauarten eingeteilt
			*α-Typ: zwei Arbeitskolben in zwei verschiedenen Zylindern; kein Verdränger
			*β-Typ: ein Arbeitskolben und ein Verdrängerkolben im gleichen Zylinder
			*γ-Typ: Arbeitskolben und zwei Verdrängerkolben in zwei verschiedenen Zylinder
			Diese Grundtypen können in weitere Unterarten unterteilt werden. Kriterien sind
			*[[Regenerator]] im Verdrängerkolben oder als statische Anordnung (&betas; und γ)
			*Arbeitskolben auf der kalten oder heissen Seite (β)
			*Anordnung der Zylinder (α und β)
			*Führung der Verdränger-Schubstange (β)

			Zwischen einem Verdränger- und einem Arbeitskolben gibt es drei Unterscheidungsmerkmale
			#Kräfte auf Arbeitskolben sind viel höher als auf Verdrängerkolben
			#Arbeitskolben muss viel besser abgedichtet sein als Verdrängerkolben
			#Arbeitskolben sollte möglichst wenig Wärme leiten

	==technische Details==		==technische Details==

Admin: /* Funktionsprinzip */

2009-07-17T10:31:45Z

Funktionsprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juli 2009, 10:31 Uhr
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	Eine Stirlingmaschine lässt sich als [[Wärmekraftmaschine\|Motor]] (rechtslaufend) oder als [[Wärmepumpe]] (linkslaufend) einsetzen. Dabei durchlaufen die Zustände des in der Maschine enthaltenden Arbeitsgases näherungsweise einen [[Stirling-Zyklus]] (idealisierter Vergleichsprozess). Beim rechtslaufenden [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]] gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil bei einem realen der Stirlingmotor die Wärmekapazität der Zylinderwand bedeutend grösser ist als die des Arbeitsgases, kann der Zylinder nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Stirlingmotor verfügen deshalb über einen geheizten und einen gekühlten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich transportiert. In den beiden Hauptprozessen, der isothermen Expansion und der isothermen Kompression, nimmt das Gas Entropie bei hoher Temperatur auf bzw. gibt diese bei tiefer wieder ab. Gleichzeitig wird [[Wärme]](energie) in Arbeit bzw. Arbeit in Wärme "umgewandelt". Damit das Gas beim Hin- und Hertransport nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es diese in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern.		Eine Stirlingmaschine lässt sich als [[Wärmekraftmaschine\|Motor]] (rechtslaufend) oder als [[Wärmepumpe]] (linkslaufend) einsetzen. Dabei durchlaufen die Zustände des in der Maschine enthaltenden Arbeitsgases näherungsweise einen [[Stirling-Zyklus]] (idealisierter Vergleichsprozess). Beim rechtslaufenden [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]] gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil bei einem realen der Stirlingmotor die Wärmekapazität der Zylinderwand bedeutend grösser ist als die des Arbeitsgases, kann der Zylinder nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Stirlingmotor verfügen deshalb über einen geheizten und einen gekühlten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich transportiert. In den beiden Hauptprozessen, der isothermen Expansion und der isothermen Kompression, nimmt das Gas Entropie bei hoher Temperatur auf bzw. gibt diese bei tiefer wieder ab. Gleichzeitig wird [[Wärme]](energie) in Arbeit bzw. Arbeit in Wärme "umgewandelt". Damit das Gas beim Hin- und Hertransport nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es diese in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern.

	Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen [[Regenerator]] in den kalten verschoben, wobei es die überschüssige Entropie abgibt. Der Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, damit das Gas die Entropie lokal isotherm abgeben kann. Im kalten Bereich wird das Gas komprimiert, wobei es die Entropie möglichst schnell an die Zylinderwand abgeben sollte. In der vierten und letzten Phase wird das Gas durch den Regenerator in den heissen zurück geschoben. Dabei nimmt es die im zweiten Prozess abgegebene Entropie wieder zurück.		Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen [[Regenerator]] in den kalten verschoben, wobei es die überschüssige Entropie abgibt. Der Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, damit das Gas die Entropie lokal isotherm abgeben kann. Im kalten Bereich wird das Gas komprimiert, wobei es die Entropie möglichst schnell an die Zylinderwand abgeben sollte. In der vierten und letzten Phase wird das Gas durch den Regenerator in den heissen zurück geschoben. Dabei nimmt es die im zweiten Prozess abgegebene Entropie wieder zurück. Das ARbeitsgas eines Stirlingmotors muss diese vier Prozesse möglichst verlustfrei durchlaufen
			#isotherme Expansion im geheizten Bereich (Entropie aufnehmen)
			#isochore Abkühlung im Regnerator (Entropie zwischenlagern)
			#isotherme Kompression (Entropie abgeben)
			#isochore Erwärmung (Entropie aus dem Regenerator wieder übernehmen)
			Bei idealer Prozessführung sind die Entropiemengen in den Prozessen 1 und 3 sowie 2 und 4 entgegen gesetzt gleich gross.

	==Klassifikation==		==Klassifikation==

Admin: /* Funktionsprinzip */

2009-07-17T10:25:32Z

Funktionsprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juli 2009, 10:25 Uhr
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	==Funktionsprinzip==		==Funktionsprinzip==
	Eine Stirlingmaschine lässt sich ~~in der Regel~~ als [[Wärmekraftmaschine]] (rechtslaufend) oder als [[Wärmepumpe]] (linkslaufend) einsetzen. ~~Als~~ ~~idealer~~ ~~Vergleichsprozess~~ ~~dient~~ der [[Stirling-Zyklus]]. Beim rechtslaufenden Stirling-Zyklus wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]] gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil bei einem realen der Stirlingmotor die Wärmekapazität der Zylinderwand bedeutend grösser ist als die des Arbeitsgases, kann der Zylinder nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Stirlingmotor verfügen deshalb über einen geheizten und einen gekühlten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich transportiert. In den beiden Hauptprozessen, der isothermen Expansion und der isothermen Kompression, nimmt das Gas Entropie bei hoher Temperatur auf bzw. gibt diese bei tiefer wieder ab. Gleichzeitig wird [[Wärme]](energie) in Arbeit bzw. Arbeit in Wärme "umgewandelt". Damit das Gas ~~durch den~~ Hin- und Hertransport nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es ~~die überschüssige Entropie~~ in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern.		Eine Stirlingmaschine lässt sich als [[Wärmekraftmaschine\|Motor]] (rechtslaufend) oder als [[Wärmepumpe]] (linkslaufend) einsetzen. Dabei durchlaufen die Zustände des in der Maschine enthaltenden Arbeitsgases näherungsweise einen [[Stirling-Zyklus]] (idealisierter Vergleichsprozess). Beim rechtslaufenden [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]] gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil bei einem realen der Stirlingmotor die Wärmekapazität der Zylinderwand bedeutend grösser ist als die des Arbeitsgases, kann der Zylinder nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Stirlingmotor verfügen deshalb über einen geheizten und einen gekühlten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich transportiert. In den beiden Hauptprozessen, der isothermen Expansion und der isothermen Kompression, nimmt das Gas Entropie bei hoher Temperatur auf bzw. gibt diese bei tiefer wieder ab. Gleichzeitig wird [[Wärme]](energie) in Arbeit bzw. Arbeit in Wärme "umgewandelt". Damit das Gas beim Hin- und Hertransport nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es diese in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern.

	Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen [[Regenerator]] in den kalten verschoben, wobei es die überschüssige Entropie abgibt. Der Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, damit das Gas die Entropie lokal isotherm abgeben kann. Im kalten Bereich wird das Gas komprimiert, wobei es die Entropie möglichst schnell an die Zylinderwand abgeben sollte. In der vierten und letzten Phase wird das Gas durch den Regenerator in den heissen zurück geschoben. Dabei nimmt die im zweiten Prozess abgegebene Entropie wieder zurück.		Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen [[Regenerator]] in den kalten verschoben, wobei es die überschüssige Entropie abgibt. Der Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, damit das Gas die Entropie lokal isotherm abgeben kann. Im kalten Bereich wird das Gas komprimiert, wobei es die Entropie möglichst schnell an die Zylinderwand abgeben sollte. In der vierten und letzten Phase wird das Gas durch den Regenerator in den heissen zurück geschoben. Dabei nimmt es die im zweiten Prozess abgegebene Entropie wieder zurück.

	==Klassifikation==		==Klassifikation==

Admin: /* Funktionsprinzip */

2009-07-17T06:29:06Z

Funktionsprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juli 2009, 06:29 Uhr
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	==Funktionsprinzip==		==Funktionsprinzip==
	~~Beim~~ ~~rechtslaufende~~ [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]]gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil ~~beim~~ realen der Stirlingmotor die Zylinderwand ~~über~~ ~~eine~~ ~~grosse~~ ~~Wärmekapazität~~ ~~verfügt~~, kann ~~diese~~ nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. ~~Deshalb~~ ~~verfügt~~ ~~der~~ ~~Stirlingmotor~~ einen geheizten und einen ~~kalten~~ Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus ~~(Stirlingmotoren arbeiten bis 3000 U/min)~~ einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich ~~gebracht~~. Damit das Gas ~~mit~~ ~~seiner~~ ~~eigenen~~ ~~Wärmekapazität~~ nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es die überschüssige Entropie in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern~~, d.h. beim Abkühlen temperaturgerecht abgeben und beim Aufheizen wieder vom Regenerator zurück nehmen~~.		Eine Stirlingmaschine lässt sich in der Regel als [[Wärmekraftmaschine]] (rechtslaufend) oder als [[Wärmepumpe]] (linkslaufend) einsetzen. Als idealer Vergleichsprozess dient der [[Stirling-Zyklus]]. Beim rechtslaufenden Stirling-Zyklus wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]] gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil bei einem realen der Stirlingmotor die Wärmekapazität der Zylinderwand bedeutend grösser ist als die des Arbeitsgases, kann der Zylinder nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Stirlingmotor verfügen deshalb über einen geheizten und einen gekühlten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich transportiert. In den beiden Hauptprozessen, der isothermen Expansion und der isothermen Kompression, nimmt das Gas Entropie bei hoher Temperatur auf bzw. gibt diese bei tiefer wieder ab. Gleichzeitig wird [[Wärme]](energie) in Arbeit bzw. Arbeit in Wärme "umgewandelt". Damit das Gas durch den Hin- und Hertransport nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es die überschüssige Entropie in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern.

	Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme~~(energie)~~ in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen Regenerator in den kalten verschoben~~. Dabei~~ ~~gibt~~ es die überschüssige Entropie ~~an einen Regenerator ab~~. ~~Dieser~~ Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, so das die ~~Abgabe~~ lokal isotherm ~~erfolgt~~.		Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen [[Regenerator]] in den kalten verschoben, wobei es die überschüssige Entropie abgibt. Der Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, damit das Gas die Entropie lokal isotherm abgeben kann. Im kalten Bereich wird das Gas komprimiert, wobei es die Entropie möglichst schnell an die Zylinderwand abgeben sollte. In der vierten und letzten Phase wird das Gas durch den Regenerator in den heissen zurück geschoben. Dabei nimmt die im zweiten Prozess abgegebene Entropie wieder zurück.

	==Klassifikation==		==Klassifikation==

Admin: /* Funktionsprinzip */

2009-07-17T04:47:07Z

Funktionsprinzip

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juli 2009, 04:47 Uhr
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	==Funktionsprinzip==		==Funktionsprinzip==
	Beim rechtslaufende [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]]gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil beim realen der Stirlingmotor die Zylinderwand über eine grosse Wärmekapazität verfügt, kann diese nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Deshalb verfügt der Stirlingmotor einen geheizten und einen kalten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus (Stirlingmotoren arbeiten bis 3000 U/min) einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich gebracht.		Beim rechtslaufende [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]]gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil beim realen der Stirlingmotor die Zylinderwand über eine grosse Wärmekapazität verfügt, kann diese nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Deshalb verfügt der Stirlingmotor einen geheizten und einen kalten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus (Stirlingmotoren arbeiten bis 3000 U/min) einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich gebracht. Damit das Gas mit seiner eigenen Wärmekapazität nicht nutzlos [[Entropie]] aus dem heissen in den kalten Bereich schleppt, muss es die überschüssige Entropie in einem [[Regenerator]] zwischenspeichern, d.h. beim Abkühlen temperaturgerecht abgeben und beim Aufheizen wieder vom Regenerator zurück nehmen.
			Im realen Stirlingmotor expandiert das Gas im heissen Bereich und wandelt dabei Wärme(energie) in Arbeit um. Danach wird das Arbeitsgas über einen Regenerator in den kalten verschoben. Dabei gibt es die überschüssige Entropie an einen Regenerator ab. Dieser Regenerator weist längs des Gasstromes ein Temperaturgefälle auf, so das die Abgabe lokal isotherm erfolgt.

	==Klassifikation==		==Klassifikation==

Admin am 17. Juli 2009 um 04:31 Uhr

2009-07-17T04:31:58Z

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juli 2009, 04:31 Uhr
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	Der '''Stirlingmotor'''ist eine [[Wärmekraftmaschine]], in der ein Arbeitsgas (Luft, Stickstoff, Helium) [[Entropie]] ~~bei hoher Temperatur~~ aufnimmt und bei tiefer wieder abgibt. ~~In diesem Motor, der~~ nach seinem Erfinder, dem schottischer Priester ''Robert Stirling'', ~~benannt~~ ~~ist,~~ wird der ideale [[Stirling-Zyklus]] im Rahmen des technisch Machbaren realisiert. Seit der ersten Patentanmeldung vom 27. September 1816 sind hunderte von Varianten entwickelt, gebaut und zum Teil in Serie gefertigt worden.		Der '''Stirlingmotor'''ist eine [[Wärmekraftmaschine]], in der ein Arbeitsgas (Luft, Stickstoff, Helium) bei hoher Temperatur [[Entropie]] aufnimmt und bei tiefer wieder abgibt. Im nach seinem Erfinder, dem schottischer Priester ''Robert Stirling'', benannten Motor wird der ideale [[Stirling-Zyklus]] im Rahmen des technisch Machbaren realisiert. Seit der ersten Patentanmeldung vom 27. September 1816 sind hunderte von Varianten entwickelt, gebaut und zum Teil in Serie gefertigt worden.

	==Funktionsprinzip==		==Funktionsprinzip==
			Beim rechtslaufende [[Stirling-Zyklus]] wird das Arbeitsgas [[isotherm]] expandiert, dann [[isochor]]gekühlt, später isotherm komprimiert und zuletzt wieder isochor aufgeheizt. Weil beim realen der Stirlingmotor die Zylinderwand über eine grosse Wärmekapazität verfügt, kann diese nicht dauernd auf die hohe Temperatur geheizt und dann wieder auf die tiefe gekühlt werden. Deshalb verfügt der Stirlingmotor einen geheizten und einen kalten Bereich. Das Arbeitsgas wird dann pro Zyklus (Stirlingmotoren arbeiten bis 3000 U/min) einmal in den heissen und einmal in den kühlen Bereich gebracht.

	==Klassifikation==		==Klassifikation==

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2009-07-16T13:48:33Z

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Der '''Stirlingmotor'''ist eine [[Wärmekraftmaschine]], in der ein Arbeitsgas (Luft, Stickstoff, Helium) [[Entropie]] bei hoher Temperatur aufnimmt und bei tiefer wieder abgibt. In diesem Motor, der nach seinem Erfinder, dem schottischer Priester ''Robert Stirling'', benannt ist, wird der ideale [[Stirling-Zyklus]] im Rahmen des technisch Machbaren realisiert. Seit der ersten Patentanmeldung vom 27. September 1816 sind hunderte von Varianten entwickelt, gebaut und zum Teil in Serie gefertigt worden.

==Funktionsprinzip==

==Klassifikation==

==technische Details==

==Einsatzgebiete==

[[Kategorie:Thermo]]