May 31

De Schotse dominee Robert Stirling uitgevonden deze slimme warmte motor in de 19e eeuw, die eenvoudig lucht als de werkende medium heeft. Maar hoe zijn Stirlingmotor en waarom kon hij niet de overhand?


Hoe werkt een Stirlingmotor?  - Onderzoekt de natuurkunde achter


Zuigerstangen van de verdringer en werken zuiger van een hot-air engine © R._B. / Pixelio



Robert Stirling - de geschiedenis van zijn uitvinding

  • In 1816 de Schotse dominee Robert Stirling bedacht een periodiek werkende warmte motor.
  • Het interessante van deze vroege verbranding rijden is het werken medium, namelijk een gas. Oorspronkelijk diende deze lucht, en later ook gebruikt waterstof of helium.
  • Het principe achter deze schijf is eenvoudig te begrijpen: Het gas als het arbeidsfluïdum afwisselend verwarmd en gekoeld en sterke pushes door twee zuiger heen en weer. Het is - van de fysieke oogpunt - warmte-energie in mechanische energie (de zuiger) omgezet.
  • De uitvinder eer is deze vorm van aandrijving Stirlingmotor, volgt haar werkingsprincipe ook wel hete lucht motor.

De Stirlingmotor - het idee nu is het alleen door

  • De warmte vereist voor de motor buiten en kan opgewekt in principe alle denkbare brandstof.
  • Echter, de Stirlingmotor, maar werkte betrouwbaar in zijn tijd vanwege de lage efficiëntie (toen slechts 3%) niet zwaarder wegen dan de stoommachine en later de verbrandingsmotor.
  • In de afgelopen jaren, maar het idee is terug op de agenda. De warmte vereist voor de motor die buiten gegenereerd en kan in principe elke denkbare brandstof. Het kan dan ook niet heel vervuilende brandstoffen en alternatieve energiebronnen (bijvoorbeeld zonne-energie) worden gebruikt. Aldus wordt de brandstof een aardolieproduct niet noodzakelijk.
  • En: Zijn eenvoudige ontwerp maakt de Stirlingmotor voor resource-arme ontwikkelingslanden belang. Met aanzienlijk verbeterde efficiëntie van de hete luchtmotor is daarom even voertuigvoortdrijving gebruikt (en in deze zin reeds getest).

Hoe de hete lucht motor - een fysieke cyclus

Maar hoe werkt de uitvinding van de Schotse dominee?

  • Het werkfluïdum "air" is in deze motor in een gesloten circuit en wordt niet verbruikt.
  • Het principe is vergelijkbaar met de bekende Carnot cyclus uit de natuurkunde, waarin een (ideale) werkvloeistof periodiek verhit en afgekoeld en daardoor drijft de zuiger van de verbrandingsmotor.
  • Zelfs wanneer Stirling proces is de cilinder die echter hier twee zuigers, twee continu warmtereservoirs (met een hoge temperatuur en lage temperatuur T1 T2) links en rechts bewegen samen. De hoge temperatuur wordt gehandhaafd door een externe warmtebron.
  • Heeft de lucht of gas hoeveelheid in de cilinder op T1 omhoog door sterke verhitting onder druk, zodat het beweegt de werkende zuiger. Hier, de lucht uit en koelt.
  • De tweede zuiger, ook wel verdringer werkt met een vertraging (meer precies, faseverschuiving van 90 °) tegen de werkende zuiger. Hij is, zoals de naam al doet vermoeden, als een verdringer, die afwisselend kan stromen voor de warme en koude warmte opslag van het gas. Hiervoor zorgt een veelvoud van doorgaande gaten of een poreus membraan.
  • Tijdens bedrijf, dat wil zeggen de druk, temperatuur en volume van de ingesloten lucht tussen de zuigers cyclisch veranderen.
  • Al stelt dat tijdens een omwenteling worden genomen, kan worden voorgesteld als punten in een zgn. Pressure-volume diagram. De procedure beschreven in dit diagram - evenals de Carnot cyclus - een gesloten curve, waarbij telkens wordt doorlopen.
  • Slechts een enkele sectie van de zuiger wordt bewogen door de expansie van de lucht. Alleen hier de gewenste energie-conversie plaatsvindt.

Tags: Onderwijs, fysica, motor, Stirlingmotor

Gerelateerde Artikelen aan Hoe werkt een Stirlingmotor? - Onderzoekt de natuurkunde achter

Tags

© 2020 seandara.com Contact | Privacy | Voorwaarden & voorwaarden