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Der Stirlingmotor - Heißgasmotor

Der Stirlingmotor - Heißgasmotor

Der Stirlingmotor ist eine Wärmekraftmaschine und kann jede beliebige Wärmequelle nutzen.

Physik

Schlagwörter

Stirlingmotor, Heißgasmotor, Stirling, Wärmekraftmaschine, Triebwerk, äußere Verbrennung, Arbeitskolben, Kühlrippe, Kolben, Wärmeübertragung, Wirkungsgrad, Wärmetauscher, Gasgesetz, Arbeit, Thermodynamik, Physik

Verwandte Extras

3D-Modelle

Stirlingmotor

Aufbau

  • Zylinder
  • Kühlrippe - Das erwärmte Gas kühlt ab und sein Volumen wird kleiner. Die die Oberfläche vergrößernden Kühlrippen unterstützen die Wärmeabgabe.
  • Arbeitskolben - Er wird durch die Volumenveränderung des sich erwärmenden und des sich abkühlenden Gases bewegt.
  • Verdrängerkolben - Er verändert den Aufenthaltsort des Gases, nicht dessen Volumen. Sich vorwärts bewegend leitet er das Gas in den kühlen, sich rückwärts bewegend in den heißen Bereich.

Funktion

  • Kühlrippe - Das erwärmte Gas kühlt sich ab und kann so leichter zusammengepresst werden. Die die Oberfläche vergrößernden Kühlrippen unterstützen die Wärmeabgabe.
  • Arbeitskolben - Er wird durch die Volumenveränderung des sich erwärmenden und des sich abkühlenden Gases bewegt.
  • Verdrängerkolben - Er verändert den Aufenthaltsort des Gases, nicht aber sein Volumen. Das Funktionsprinzip des Sterlingmotors besteht darin, dass das Gas erwärmt wird und sich ausdehnt, anschließend kühlt es ab und zieht sich zusammen. So wird die Temperaturänderung in Bewegung, in mechanische Energie umgewandelt. Der Verdrängerkolben verschiebt das Gas zwischen dem heißen und dem kalten Bereich.
  • Ausdehnung des Gases
  • Zusammenziehung des Gases

Animation

Narration

Das Prinzip des Stirlingmotors besteht darin, dass das Gas im Zylinder erhitzt wird, sich dadurch ausdehnt, anschließend abgekühlt wird und sich daraufhin verdichtet.
Diese Volumenänderungen treiben den Arbeitskolben an: Beim Ausdehnen wird er zurückgestoßen und beim Verdichten nach vorne bewegt, so wird die Temperaturdifferenz in Bewegung, in mechanische Arbeit umgewandelt.
Das Erhitzen und Abkühlen wird dadurch erreicht, dass der Kolben das Gas zwischen dem Heiz- und Kühlbereich verschiebt.

Da die Wärmeerzeugung beim Stirlingmotor – im Gegensatz zum Verbrennungsmotor – nicht zwangsläufig auf Verbrennung beruht, kann jede beliebige Wärmequelle genutzt werden, so z. B. auch Solarenergie oder Erdwärme. Je nach Wärmequelle ist er also sehr umweltfreundlich.
Der Wirkungsgrad des Stirlingmotors ist sehr hoch, besser als der von Verbrennungsmotoren.
Das Ausfallrisiko ist gering, da der Motor sehr einfach aufgebaut ist und keine Ventile enthält.

Dem Stirlingmotor wird nachgesagt, dass er der Motor der Zukunft sei, bisher hat er sich auf breiter Front aber noch nicht durchgesetzt.

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