joerg.zaiss
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Welche Bauart ergibt maximale Drehzahl, welche Bauart zeichnet sich durch ein besonders hohes Drehmoment aus? Welches Prinzip zeichnet sich durch die beste Ausgangsleistung aus?
Bestes Stirlingkonzept
- Ersteller joerg.zaiss
- Erstellt am
Nachdenk - das will gut überlegt sein.
Volker
Volker
joerg.zaiss
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Um das ganze etwas zu konkretisieren: Welcher Stirling macht den besten Eindruck als Modellmotor mit einfachem Spiritusbrenner?
hier ein Bild von meinem etwas lädiertem Stirling:
hier ein Bild von meinem etwas lädiertem Stirling:
Hallo Jörg,
Meinst du Optik oder Wirkungsgrad?
Habe mal meine Bücher befragt und ein wenig mit meinen Kumpels telefoniert:
Der Wirkungsgrad ist im hohem Maße von den inneren Widerständen abhängig. Dann kommt das zur Verfügung stehende Temperaturgefälle und dann die strömungstechnischen Widerstände des Austausches von Verdränger und Arbeitszylinder.
Maximale Drehzahl bei gleichen Volumen erreichen möglichst leicht gebaute Motoren.
Maximales Drehmoment bei gleichem Volumen erreichen Motoren mit möglichst optimalem Delta T und geringstem Gasverlust.
Bei gleicher Größe entscheidet spürbar nur die Qualität der Fertigung über die abgegebene Leistung.
Wenn ich bedenke, das mein Schiffsantrieb mindestens ein halbes Jahr rumgenörgelt hat, bis ich alle Teile mit den richtigen Passungen und die Kühlung auf das richtige Verfahren umgestellt hatte, so das er jetzt nun schon ca. 38 Laufstunden mein Böotchen durchs Wasser schiebt. Und dies im Sommer und Winter gleich.
Bei den Stirlingmotoren führen viele Wege zum Ziel, aber immer ist die Fertigung entscheidend für die Ausbeute. Der Gesamtwirkungsgrad liegt eh nur im unteren, einstelligen Prozentbereich.
Spiritusbrenner reichen eigentlich immer aus zur Befeuerung, mit einem Vergaserbrenner bekommst du auch schon mal einen Messingkopf weich.
Ach ja - die Materialauswahl ist auch immer wieder einen Augenmerk wert.
Viele Größe
Volker
Meinst du Optik oder Wirkungsgrad?
Habe mal meine Bücher befragt und ein wenig mit meinen Kumpels telefoniert:
Der Wirkungsgrad ist im hohem Maße von den inneren Widerständen abhängig. Dann kommt das zur Verfügung stehende Temperaturgefälle und dann die strömungstechnischen Widerstände des Austausches von Verdränger und Arbeitszylinder.
Maximale Drehzahl bei gleichen Volumen erreichen möglichst leicht gebaute Motoren.
Maximales Drehmoment bei gleichem Volumen erreichen Motoren mit möglichst optimalem Delta T und geringstem Gasverlust.
Bei gleicher Größe entscheidet spürbar nur die Qualität der Fertigung über die abgegebene Leistung.
Wenn ich bedenke, das mein Schiffsantrieb mindestens ein halbes Jahr rumgenörgelt hat, bis ich alle Teile mit den richtigen Passungen und die Kühlung auf das richtige Verfahren umgestellt hatte, so das er jetzt nun schon ca. 38 Laufstunden mein Böotchen durchs Wasser schiebt. Und dies im Sommer und Winter gleich.
Bei den Stirlingmotoren führen viele Wege zum Ziel, aber immer ist die Fertigung entscheidend für die Ausbeute. Der Gesamtwirkungsgrad liegt eh nur im unteren, einstelligen Prozentbereich.
Spiritusbrenner reichen eigentlich immer aus zur Befeuerung, mit einem Vergaserbrenner bekommst du auch schon mal einen Messingkopf weich.
Ach ja - die Materialauswahl ist auch immer wieder einen Augenmerk wert.
Viele Größe
Volker
joerg.zaiss
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Welche Ausgangsleistungen sind bei Betrieb mit einfachen Spiritusbrennern üblich?
Hallo,
- also dieser hier:
der macht satte 2 Watt mit einem Spiritus-Druckvergaserbrenner. Auch mit einem Gasbrenner macht er nicht mehr. Mit einem Spiritus-Verdunstebrenner schon deutlich weniger.
Viele Grüße
Volker
- also dieser hier:
der macht satte 2 Watt mit einem Spiritus-Druckvergaserbrenner. Auch mit einem Gasbrenner macht er nicht mehr. Mit einem Spiritus-Verdunstebrenner schon deutlich weniger.
Viele Grüße
Volker
joerg.zaiss
User
Wow, was für ein Brocken. Bei welcher Drehzal liegen die 2watt an?
Na ja, ca 18 cm lang ohne Tank und ca. 10cm breit (95mm Schwungrad, Maschine 60mm).
Hier sind die Größenverhältnisse zu sehen:
Boot hat ca. 60 cm Länge
ca. 800 U/min
Viele Grüße
Volker
hi leutz
stirlingmotoren wurden als ersatz für niederdruckdampfmaschinen entwickelt. damit konnte das explodieren des kessels verhindert werden.
der wirkungsgrad ist mit der dampfmaschine vergleichbar und sehr tief..
neben obengesagten punkten kann durch optimieren des REGENERATORS und kühlers einiges rausgeholt werden.
aus materialgründen wird auf getrennte heiss- und kaltzylinder gesetzt.
http://www-ifkm.mach.uni-karlsruhe.de/Html-e/Project/Stirling/stirling.html
der beste weg zu mehr leistung ist ein höherer arbeitsdruck und CO2/helium als arbeitsgas. ausgeführte grossmotoren erreichen leistungsdichten und wirkungsgrade wie dieselmotoren, das bei arbeitsdrücken von 40 bis 200bar und deltaT um 600°C
sucht euch was aus..
http://www.rotarystirlingengines.com/history.htm
http://www.promci.qc.ca/pureinvention/apuq/APUQFestEcolo050925.htm
http://www.stirlingengines.org.uk/manufact/manf/misc/subm.html
ein modellmotor in 90°-zweizylinderbauweise mit einem druckdichten gehäuse unter 20bar CO2-gas, propan geheiztem edelstahlwärmetauscher und wasserkühlung würde jede gleichschwere dampfmaschine deutlich schlagen..
stirlingmotoren wurden als ersatz für niederdruckdampfmaschinen entwickelt. damit konnte das explodieren des kessels verhindert werden.
der wirkungsgrad ist mit der dampfmaschine vergleichbar und sehr tief..
neben obengesagten punkten kann durch optimieren des REGENERATORS und kühlers einiges rausgeholt werden.
aus materialgründen wird auf getrennte heiss- und kaltzylinder gesetzt.
http://www-ifkm.mach.uni-karlsruhe.de/Html-e/Project/Stirling/stirling.html
der beste weg zu mehr leistung ist ein höherer arbeitsdruck und CO2/helium als arbeitsgas. ausgeführte grossmotoren erreichen leistungsdichten und wirkungsgrade wie dieselmotoren, das bei arbeitsdrücken von 40 bis 200bar und deltaT um 600°C
sucht euch was aus..
http://www.rotarystirlingengines.com/history.htm
http://www.promci.qc.ca/pureinvention/apuq/APUQFestEcolo050925.htm
http://www.stirlingengines.org.uk/manufact/manf/misc/subm.html
ein modellmotor in 90°-zweizylinderbauweise mit einem druckdichten gehäuse unter 20bar CO2-gas, propan geheiztem edelstahlwärmetauscher und wasserkühlung würde jede gleichschwere dampfmaschine deutlich schlagen..
Zuletzt bearbeitet:
hier gibts noch ein PDF über den uboot-stirling. der 1`100to-kahn ist damit stealth unterwegs und kann wochenweise getaucht operieren!
http://www.kockums.se/Submarines/aipstirling.html
http://www.kockums.se/pdf/submarine.pdf
http://www.kockums.se/Submarines/aipstirling.html
http://www.kockums.se/pdf/submarine.pdf
hi Uwe
ich bin konstrukteur und arbeite am CAD
weil leider etwas viel unterwegs fehlt mir zeit was wirklich sinnvolles beizutragen.
könnte mir vorstellen dass ein hochdruckmotor durchaus hobbymässig hergestellt werden kann, vor allem wenn mit wasser gekühlt wird.
allzuleicht wird die sache nicht, hochdruck benötigt eine sichere statik!
das druckgehäuse kann aus handelsüblichen flanschen, dichtungen und verschlusskappen aufgebaut werden.
ein mögliches konzept wäre ein alugehäuse als kühler und im stahldeckel die heizrohre. das innere wird in zwei ineinanderlaufende hubkolben aufgeteilt, die zyl-wandung dient als regenerator, ähnlich dem philipsmotor. das ganze gehäuse wird zum betrieb mit 20bar CO2 gefüllt.
oder ein vierzylinder-taumelscheibenkonzept in einem druckgefäss, aussenrum der kühler und die heizung im deckel..
das zylindrische druckgefäss wird stehend eingebaut, der brenner ist zuoberst und heizt direkt die edelstahlrohre.
die mechanische energie wird mit einer magnetkupplung abgezwackt..
ich bin konstrukteur und arbeite am CAD
weil leider etwas viel unterwegs fehlt mir zeit was wirklich sinnvolles beizutragen.
könnte mir vorstellen dass ein hochdruckmotor durchaus hobbymässig hergestellt werden kann, vor allem wenn mit wasser gekühlt wird.
allzuleicht wird die sache nicht, hochdruck benötigt eine sichere statik!
das druckgehäuse kann aus handelsüblichen flanschen, dichtungen und verschlusskappen aufgebaut werden.
ein mögliches konzept wäre ein alugehäuse als kühler und im stahldeckel die heizrohre. das innere wird in zwei ineinanderlaufende hubkolben aufgeteilt, die zyl-wandung dient als regenerator, ähnlich dem philipsmotor. das ganze gehäuse wird zum betrieb mit 20bar CO2 gefüllt.
oder ein vierzylinder-taumelscheibenkonzept in einem druckgefäss, aussenrum der kühler und die heizung im deckel..
das zylindrische druckgefäss wird stehend eingebaut, der brenner ist zuoberst und heizt direkt die edelstahlrohre.
die mechanische energie wird mit einer magnetkupplung abgezwackt..
Sterlingmotor
Sterlingmotor
Hallo ihr zwei,
habe auch einen Stirlingmotor gefertigt. Habe aber nur einen ein Zylinder erschaffen. Habe aber die erfahrung gemacht das ein Zwei- Zylinder nicht mehr angeschmissenwerden muß.
Was ich gerade lese kommt mir eine Frage auf, was mit dem CO2 gefüllten Zylinder (20 Bar) die bessere auswirkung, Wirkungsgrad, bewirkt. Da doch Luft und gase Komprimierbar ist und somit die bessere Ausnutzung doch nicht gewährleistet ist? Seid doch so gut erklärt mir das.
http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=62422&stc=1&d=1172262736
050402_035554.jpgdochttp://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=62421&stc=1&d=1172262736
050402_035236.jpgh
Was ich noch fragen wollte, habt ihr schon eine Modell-Dampfmaschine heregstellt?
MfG
Jokey30
Sterlingmotor
Hallo ihr zwei,
habe auch einen Stirlingmotor gefertigt. Habe aber nur einen ein Zylinder erschaffen. Habe aber die erfahrung gemacht das ein Zwei- Zylinder nicht mehr angeschmissenwerden muß.
Was ich gerade lese kommt mir eine Frage auf, was mit dem CO2 gefüllten Zylinder (20 Bar) die bessere auswirkung, Wirkungsgrad, bewirkt. Da doch Luft und gase Komprimierbar ist und somit die bessere Ausnutzung doch nicht gewährleistet ist? Seid doch so gut erklärt mir das.
http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=62422&stc=1&d=1172262736
050402_035554.jpgdochttp://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=62421&stc=1&d=1172262736
050402_035236.jpgh
Was ich noch fragen wollte, habt ihr schon eine Modell-Dampfmaschine heregstellt?
MfG
Jokey30
Hallo Jokey30,
schönen Motor hast du gebaut!
doch - doch, die ein oder andere Dampfmaschine ist schon entstanden.
Aber noch mal zu der zweizylinder Maschine. Die soll von allein Starten? Einfach Brenner an und gut ist - kaum zu glauben.
Viele Grüße
Volker
schönen Motor hast du gebaut!
doch - doch, die ein oder andere Dampfmaschine ist schon entstanden.
Aber noch mal zu der zweizylinder Maschine. Die soll von allein Starten? Einfach Brenner an und gut ist - kaum zu glauben.
Viele Grüße
Volker
mfgwst
User
Schön !!!!
Schön !!!!
Hallo Volker,
ja, da kann ich nur zustimmen, tolle Maschine. Vieleicht hast du ein Foto von stillstehener Maschine, wegen der Details wegen. Ich muss mir doch etwas abkucken können.
die Frage nach einer gebauten Dampfmaschine muss ich mit nein beantworten, aber die kommt als nächstes dran. Mir fehlt noch der Einstieg/Anfangsfeuer und wenn die Flamme lodert dann hält mich nichts mehr.
MFG
Uwe
Schön !!!!
Hallo Volker,
ja, da kann ich nur zustimmen, tolle Maschine. Vieleicht hast du ein Foto von stillstehener Maschine, wegen der Details wegen. Ich muss mir doch etwas abkucken können.
die Frage nach einer gebauten Dampfmaschine muss ich mit nein beantworten, aber die kommt als nächstes dran. Mir fehlt noch der Einstieg/Anfangsfeuer und wenn die Flamme lodert dann hält mich nichts mehr.
MFG
Uwe
Stirling motor
Stirling motor
Hi,
Das mit der Zweizylinderdampfmaschine geht, da es doch zweiZYlinder Styrlingmotoren auch gibt und die müssen nicht angeschubst werden. Die zwei Zylinder werden bei der Drehung 90 Grad versetzt angetrieben. Somit muß man nicht antreiben.
MfG
Jokey
P.S.: Die Foto´s vom stehenden Sirlingmotor folgen
Stirling motor
Hi,
Das mit der Zweizylinderdampfmaschine geht, da es doch zweiZYlinder Styrlingmotoren auch gibt und die müssen nicht angeschubst werden. Die zwei Zylinder werden bei der Drehung 90 Grad versetzt angetrieben. Somit muß man nicht antreiben.
MfG
Jokey
P.S.: Die Foto´s vom stehenden Sirlingmotor folgen
Hallo Jokey 30
Da noch keiner auf Deine Frage wegen des Gases reagiert hat will Ich es mal versuchen.
Also jedes " Gas " dehnt sich bei Temperaturanstieg mehr oder weniger aus und erzeugt "eingesperrt" einen Überdruck.
Dazu benötigt man Wärmeenergie, und beim abkülen muß diese wieder abgeführt werden um den (drucklosen) Zustand wieder herzustellen.
Jedes Gas hat andere Ansprüche an Wärmebedarf und reagiert mit endsprechender Ausdehnung auf Temperaturanstieg.
Ausserdem sind die Gase unterschiedlich "FLÜSSIG" .
Das heist sie dringen mit weniger Widerstand am Verdrängerkolben vorbei oder durch den Separator, als unsere Umgebungsluft.
Alleine dadurch wird schon eine höhere Drehzahl erreicht, und auch mehr Leistung umgesetzt.
Auch kann diese Leistung mit weniger Energie gewonnen werden. (Bessere Wirkungsgrad).
Zum Thema Hochdruckmotor mal ein Beispiel:
Ein Motor arbeitet mit dem normalen Außendruck (1 Bar ).
Durch die aufgeheizte Luft steigt der Innendruck um ein weiteres Bar, und ER muß mit max Differenzdruck von 1 Bar alle Arbeit leisten.
Ist im Inneren aber schon 10 Bar so steigt der Druck auch noch um 10 Bar durch das Heizen und ER kann mit 10 Bar Druckunterschied arbeiten.
Es erfordert allerdings auch die 10 fache Heizleistung.
Negatief ist auch, das der Arbeitskolben immer dem Innendruck ausgesetzt ist und auf die Kurbelwelle drückt.
Bei Mehrzylindern gleicht es sich aber aus.
Die Zylinder können auch mit Kurbelwelle komplett in einem Druckgehäuse eingebaut werden!
Es gibt sicher noch genauere Erklärungen, die kommen bestimmt noch, aber das wichtigste habe Ich hoffenlich angesprochen
Gruß Aloys.
Da noch keiner auf Deine Frage wegen des Gases reagiert hat will Ich es mal versuchen.
Also jedes " Gas " dehnt sich bei Temperaturanstieg mehr oder weniger aus und erzeugt "eingesperrt" einen Überdruck.
Dazu benötigt man Wärmeenergie, und beim abkülen muß diese wieder abgeführt werden um den (drucklosen) Zustand wieder herzustellen.
Jedes Gas hat andere Ansprüche an Wärmebedarf und reagiert mit endsprechender Ausdehnung auf Temperaturanstieg.
Ausserdem sind die Gase unterschiedlich "FLÜSSIG" .
Das heist sie dringen mit weniger Widerstand am Verdrängerkolben vorbei oder durch den Separator, als unsere Umgebungsluft.
Alleine dadurch wird schon eine höhere Drehzahl erreicht, und auch mehr Leistung umgesetzt.
Auch kann diese Leistung mit weniger Energie gewonnen werden. (Bessere Wirkungsgrad).
Zum Thema Hochdruckmotor mal ein Beispiel:
Ein Motor arbeitet mit dem normalen Außendruck (1 Bar ).
Durch die aufgeheizte Luft steigt der Innendruck um ein weiteres Bar, und ER muß mit max Differenzdruck von 1 Bar alle Arbeit leisten.
Ist im Inneren aber schon 10 Bar so steigt der Druck auch noch um 10 Bar durch das Heizen und ER kann mit 10 Bar Druckunterschied arbeiten.
Es erfordert allerdings auch die 10 fache Heizleistung.
Negatief ist auch, das der Arbeitskolben immer dem Innendruck ausgesetzt ist und auf die Kurbelwelle drückt.
Bei Mehrzylindern gleicht es sich aber aus.
Die Zylinder können auch mit Kurbelwelle komplett in einem Druckgehäuse eingebaut werden!
Es gibt sicher noch genauere Erklärungen, die kommen bestimmt noch, aber das wichtigste habe Ich hoffenlich angesprochen
Gruß Aloys.
hi Aloys
ich präsentiere mal eine andere hochdruckerklärung
weil die möglichkeit wärme (=energie) über eine oberfläche auf ein gas zu übertragen begrenzt ist gibts einen einfachen trick:
mehr gas!
das ist der sinn von hochdruck: man kann den bestehenden wärmetauscher mehr belasten weil mehr gas zur wärmeableitung da ist.
nun zum CO2!
dieses gas kann bei gleichem gewicht mehr wärmeenergie aufnehmen als luft. zudem hat es die eigenschaft motorenbestandteile bei 500-800°C nicht zu verzundern
nun kommt das finale:
beim stirling können wärmetauscher, regenerator und kühler räumlich getrennt sein. in der praxis wird gerne von der möglichkeit gebrauch gemacht den GANZEN motor in ein druckgefäss zu bauen, rausschauen tut nur der wärmetauscher und der kühlwasseranschluss..
damit können mit automotoren vergleichbare leistungsgewichte und raummasse erreicht werden.. ob ein- oder mehrzylindrig kommt auf den verwendungszweck drauf an
ich präsentiere mal eine andere hochdruckerklärung
weil die möglichkeit wärme (=energie) über eine oberfläche auf ein gas zu übertragen begrenzt ist gibts einen einfachen trick:
mehr gas!
das ist der sinn von hochdruck: man kann den bestehenden wärmetauscher mehr belasten weil mehr gas zur wärmeableitung da ist.
nun zum CO2!
dieses gas kann bei gleichem gewicht mehr wärmeenergie aufnehmen als luft. zudem hat es die eigenschaft motorenbestandteile bei 500-800°C nicht zu verzundern
nun kommt das finale:
beim stirling können wärmetauscher, regenerator und kühler räumlich getrennt sein. in der praxis wird gerne von der möglichkeit gebrauch gemacht den GANZEN motor in ein druckgefäss zu bauen, rausschauen tut nur der wärmetauscher und der kühlwasseranschluss..
damit können mit automotoren vergleichbare leistungsgewichte und raummasse erreicht werden.. ob ein- oder mehrzylindrig kommt auf den verwendungszweck drauf an
mfgwst
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Hallo Alois, Hallo Wurpfel,
eine tolle und verständliche Beschreibung darüber warum CO2 und Druck im Stirlingmotor. So ein bisschen hatte ich gewußt aber nun ist etliches klar geworden(ohne gleich ein Studiumfach belegen zu müssen).
Aber wenn das so lese 10 bar Druck ansteigend auf 20 bar bei erhitzen so ist mir auch klar welche Kräfte auf des Motorgehäuse wirken so möchte auch vom Bau einer solchen Maschine absehen, das bekomme ich nicht in den Griff.
Nochmals vielen Dank an Euch beide
Uwe
eine tolle und verständliche Beschreibung darüber warum CO2 und Druck im Stirlingmotor. So ein bisschen hatte ich gewußt aber nun ist etliches klar geworden(ohne gleich ein Studiumfach belegen zu müssen).
Aber wenn das so lese 10 bar Druck ansteigend auf 20 bar bei erhitzen so ist mir auch klar welche Kräfte auf des Motorgehäuse wirken so möchte auch vom Bau einer solchen Maschine absehen, das bekomme ich nicht in den Griff.
Nochmals vielen Dank an Euch beide
Uwe
Hi
Warum den gleich das Handtuch werfen?
Mit 1 oder 2 Bar "Vordruck" steigt die Leistung schon Überproportional an, da die Reibungsverluste, bis auf die der Kurbelwelle, doch gleich bleiben.
Damit liegt man noch (druckmässig) bei den Modelldampfmaschienen.
Bei zweimal Arbeits-und Steuerzylinder, hebt sich die Überdruckbelastung von den Arbeitszylindern auch noch auf, und die Maschiene sollte dann rund laufen!
Gruß Aloys.
Warum den gleich das Handtuch werfen?
Mit 1 oder 2 Bar "Vordruck" steigt die Leistung schon Überproportional an, da die Reibungsverluste, bis auf die der Kurbelwelle, doch gleich bleiben.
Damit liegt man noch (druckmässig) bei den Modelldampfmaschienen.
Bei zweimal Arbeits-und Steuerzylinder, hebt sich die Überdruckbelastung von den Arbeitszylindern auch noch auf, und die Maschiene sollte dann rund laufen!
Gruß Aloys.
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