Stirlingmotor kreisprozess Präsentation, Zusammenfassungen von Physik

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Inbetriebnahme und physikalische Analyse einen

selbstgebauten Stirlingmotor

Projekt-Arbeit zum Profilkurs: 2pkmtfr

Gliederung

↪ Motivation

↪ Geschichte des Stirlingmotors

↪ Stirlingmotor 1

↪ Fehleranalyse des Stirlingmotors 1

↪ Stirlingmotor 2

↪ Stirlingmotor Verschiedene Typen

↪ Stirlingmotor Kreisprozess

↪ Thermischer Wirkungsgrad

↪ Mechanischer Wirkungsgrad

↪ Stirlingmotor Funktionsweise

↪ Vorteile des Stirlingmotors

↪ Quellen- und Literaturverzeichnis

↪ Gesamtwirkungsgrad

Geschichte des Stirlingmotors

Der Stirlingmotor wurde 1816 vom damals

26-jährigen schottischen geistlichen Robert

Stirling erfunden.

Es ist nach der Dampfmaschine die

zweitälteste Wärmekraftmaschine

Stirlingmotor 1

Verdrängerzylinder

Membran

Kurbelrad

Arbeitskolben

Verdrängerkolben

Arbeitsbeginn: 18.02.

Arbeitsende: 13.03.

Zylinderbasis

Stirlingmotor 2

Der Stirlingmotor besteht aus einem Heizzylinder, Kühlzylinder, Arbeitskolben,Verdrängerkolben,

Schwungrad und einer Wärmequelle.

Kolbenvergleich zwischen unser Stirlingmotor und eine Skizze von Alphagamma Stirlingmotor Stirlingmotor Verschiedene Typen Insgesamt gibt es 3 verschiedene Bauweisen des Stirlingmotors, die Alpha, die Beta und die Gamma Variante.

Stirlingmotor Funktionsweise

https://youtu.be/rrlijOHQXxg

Thermischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors

Zugeführte Wärme:

Q zu ≈ W 1 = ∫ V 2 V 1 n ⋅ R ⋅ T 1 V ⋅ dV = n ⋅ R ⋅ T 1 ⋅ ∫ V 2 V 1 1 V ⋅ dV Q zu ≈ W 1 = n ⋅ R ⋅ T 1 ⋅ (^) [lnV] V 2 V 1 = n ⋅ R ⋅ T 1 ⋅ (lnV 2 − lnV 1 ) Q 1 ≈ (Q zu ) ≈ W 1 = n ⋅ R ⋅ T 1 ⋅ ln( V 2 V 1 )

Abgegebene Wärme:

Qab ≈ W 2 =

V 1 V 2

n ⋅ R ⋅ T

2

V

⋅ dV = n ⋅ R ⋅ T 2 ⋅

V 1 V 2

V

⋅ dV

Qab ≈ W 2 = n ⋅ R ⋅ T 2 ⋅ [lnV]

V 1 V 2

= n ⋅ R ⋅ T 2 ⋅ (lnV 1 − lnV 2 )

Q 2 ≈ (Qab) ≈ W 2 = − n ⋅ R ⋅ T 2 ⋅ ln(

V 2

V 1

Mechanischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors E kin,rot = 1 2 ⋅ I ⋅ ω 2

Die Formel für die Rotationsenergie lautet:

Ikreisscheibe = 1 2 ⋅ m ⋅ r 2 = 1 2 ⋅ 0,045kg ⋅ 0,08m 2 = 9 26500 kg ⋅ m 2

Ipleulstange = mpleu. ⋅ r

2

= 0,1kg ⋅ 0,01m

2

kg ⋅ m

2 mpleu. = mpleu.1 + mpleu.2 = 0,06kg + 0,04kg = 0,1kg I = 9 62500 kg ⋅ m 2

1 100000 kg ⋅ m 2 = 77 500000 kg ⋅ m 2 Ekin,rot = 1 2 ⋅ I ⋅ ω 2 = 1 2 ⋅ 77 500000 kg ⋅ m 2 ⋅ 2741,556778s = 0,2210998719 J n = Vgesamt Vm = 0,3298672316 l 22,414l /mol = 0,01471701756 mol V 2 = Vgesamt + ΔV = 329,8672316 cm 3

• 29,42543113 cm 3 = 349,3126659 cm 3 V 1 = Vgesamt − ΔV = 329,8672316 cm 3 − 19,63495405 cm 3 = 310,2322775 cm 3 Q 1 ≈ (Qzu) = 0,01471701756 ⋅ 8,3145 ⋅ 294,81923 ⋅ ln 349, 310,

Q 1 ≈ (Qzu) = 4,

η stirling′mech = 0, 4,280211872 ⋅ 0, = 0,

η stirling′mech =

1 2

⋅ I ⋅ w

2

n ⋅ R ⋅ T 1 ⋅ ln(

V 2 V 1

) ⋅ n

Gesamtwirkungsgrad η ges = η stirling′therm ⋅ η stirling′mech η

ges

= 0,4364537322 ⋅ 0,1183535912 = 0,0516558666 ≈ 5,16558666 %

Quellen- und Literaturverzeichnis

Internetseiten:

Geschichte des Stirlingmotors:

[1] https://de.m.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirling , wikipedia, zuletzt bearbeitet vor

einem Jahr

Bauanleitung 1

[2] Opitec Jahre 1981-

Bauanleitung 2

[3] https://youtu.be/rrlijOHQXxg Kerim Akarpat, Datum des Uploads: vor einem Jahr

Stirlingmotor Verschiedene Typen:

[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor , wikipedia, zuletzt bearbeitet am

2.Mai.

Mechanischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors:

[5] https://youtu.be/xwf7DyrJmMM , oberprime.com , Datum des Uploads: 07.12.

Thermischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors Berechnung:

[6] https://www.gutefrage.net/frage/wie-viel-grad-schaft-ein-teelicht , Gutefrage,

Datum des Uploads: Vor zehn Monaten

Hilfspersonen

Dr. Volker Kleinschmidt ( Fachgebiete: Mathematik und Physik)

Dr. Angela Hoffman ( Fachsprecherin in Cvo Gyo Im Fach:Physik)