Der Stirling-Motor - Live-Demo, Funktion und Technik, Physik. Stirling engine, how it works.
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- čas přidán 21. 07. 2024
- Das denkbar einfachste Kraftwerk, das Wärme in mechanische Arbeit verwandelt, ist der Stirlingmotor, eine von Robert Stirling im Jahre 1816 entwickelte Wärmekraftmaschine. Mit einer voll funktionsfähigen Mini-Ausgabe für den Hausgebrauch lässt sich das Prinzip schön veranschaulichen. In diesem Video wird die Maschine live gezeigt und es werden Funktion und Physik erklärt. de.wikipedia.org/wiki/Robert_...
Zu Stirlings Zeiten gab es an Kraftwerken praktisch nur die Dampfmaschine - und es gab noch keine Elektrizität! Energie aus Kraftwerken wurde mechanisch übertragen.
Der Stirlingmotor wandelt Wärme - thermische Energie - in Bewegungsenergie um.
Bild: Energie-Flussdiagramm mathbydoing.app/stirlingmotor... Aufbau des Stirlingmotors.
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Der Prozess - als Theaterstück
Der Arbeitskolben: Hauptdarsteller
Der Verdränger: er leistet keine Arbeit, aber ohne seine geschickte Manipulation würde der Arbeitskolben auf der Stelle stehen bleiben.
Das fleißige Gas: mal heiß errötend, mal von blauer Kälte - lässt sich treiben und macht, wenn‘s sein muss, Druck.
Temperatur, Druck und Volumen: die Zustandsgrößen, auf die es ankommt. Doch den Zustand festlegen, das können sie nur zu dritt. 𝑇, 𝑝, 𝑉
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A Stirling engine is a heat engine that is operated by the cyclic compression and expansion of air or other gas (the working fluid) between different temperatures, resulting in a net conversion of heat energy to mechanical work. en.wikipedia.org/wiki/Stirlin...
Stirling engine, how it works: the Stirling engine is a closed-cycle regenerative heat engine with a permanent gaseous working fluid.
The Stirling process:
1. isothermal expansion. Work cycle. Start from maximum pressure, temperature remains the same. Pressure decreases, volume increases. Displacer is on top, gas in contact with hot surface, can absorb heat.
2. isochoric cooling. Cycle at maximum volume, which remains the same. Temperature and pressure decrease. Displacer moves down, forcing hot gas up into contact with cold surface.
3. piston goes down: isothermal compression. Displacer is down and separates gas from hot surface. Gas in contact with cold surface, can release heat.
4. piston at the bottom: isochoric heating. Start at minimum volume, which remains the same. Temperature and pressure increase. Displacer moves up, forces cold gas down into contact with hot surface.
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Der Stirling-Kreisprozess:
1. Isotherme Expansion. Arbeitstakt. Start vom maximalen Druck aus, Temperatur bleibt gleich. Druck nimmt ab, Volumen nimmt zu und ist am Ende des Taktes ist das Volumen maximal. Verdränger ist oben, Gas in Kontakt mit heißer Fläche, kann Wärme aufnehmen. mathbydoing.app/stirlingmotor...
2. Isochore Abkühlung. Takt bei maximalem Volumen, das gleich bleibt. Temperatur und Druck nehmen ab. Am Ende des Taktes ist die untere Temperatur erreicht. Verdränger fährt nach unten, drängt heißes Gas nach oben in Kontakt mit kalter Fläche. mathbydoing.app/stirlingmotor...
3. Kolben geht runter: isotherme Kompression. Start bei maximalem Volumen. Temperatur bleibt gleich, Druck nimmt zu, Volumen nimmt ab. Verdränger ist unten und trennt Gas von heißer Fläche. Gas in Kontakt mit kalter Fläche, kann Wärme abgeben. mathbydoing.app/stirlingmotor...
4. Kolben ganz unten: isochore Erwärmung. Start bei minimalem Volumen, das gleich bleibt. Temperatur und Druck nehmen zu. Verdränger fährt nach oben, drängt kaltes Gas nach unten in Kontakt mit heißer Fläche. mathbydoing.app/stirlingmotor...
de.wikipedia.org/wiki/Stirlin...
www.physik.fu-berlin.de/physl...
Beta-Typ:
Beide Kolben laufen in einem Zylinder, wobei der Verdränger bei kleinen Leistungen als Regenerator wirken kann. Der andere Kolben ist der Arbeitskolben; er wandelt die Druckamplituden in kinetische Energie um und schließt den Arbeitsraum ab.
de.wikipedia.org/wiki/Stirlin...
Physik des Stirlingmotors, Physikalisches Praktikum Halle
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Es ist doch gewollt, dass man so etwas nicht mehr lehrt. Vielen Dank, ich habe viel gelernt!
Danke für die anerkennende Rückmeldung. Ich weiß nicht, ob das in Lehrplänen bewusst ausgeklammert wird. Jedefalls ist Thermodynamik / Wärmelehre ein Physikzweig, der bei gedrängten Curricula und auch im Wettbewerb mit anderen MINT-Fächern gerne mal dran glauben muss. Allerdings wird das heute im Zeichen der Energiewende wieder interessant.
Das Thema wird einem an der Technik Fos im Fach Technologie beigebracht
Wirklich super erklärt! Sehr anschaulich, auch mit der thermodynamischen Erklärung. Vielen Dank dafür.
vielen Dank, perfekt erklärt
Danke für die Rückmeldung
Vielen Dank für Ihr Video, es ist das erste in meinem Leben in dem ich entlich verstanden hab die er arbeitet👍👋
Danke, das freut mich
Wieder ein interessantes Video das mir sehr beim Lernen hilft !
Wieder sehr interessant, danke für das toll gemachte Video! Und ein hübsches Modell, wo gibt es so etwas?
Danke! Bei Amazon gibt es diverse fertige Stirlingmotoren ab ca 40, -
einfach erklärt in 50 s: czcams.com/video/-82R-IAMwjE/video.html&ab_channel=Geoluchs
leider für mich unverständlich