Hoher Druck des Arbeitsgases sinnvoll?

Hallo,

ich habe mich jetzt nur kurz in die Thematik der Stirlingmotore eingelesen, ich bin mir nicht sicher ob ich das richtig verstanden habe - wäre ein hoher Druck des Arbeitsgases effizienter als wenn da drin im Durchschnitt 1 bar herrscht?

Klar, technisch aufwendiger, aber rein theoretisch, was könnte man gewinnen wenn man z.b. auf 10 bar geht, ändert das etwas an der Effizientz des Kreisprozesses?

Paul
 

FamZim

User
Hallo Paul

Da so ein Motor mit Druckdiverenzen ( warm-kalt ) arbeitet und das ganz ohne Atmosphäre ja gar nicht geht, ist auch die Kraft (druck) bei ein paar mehr Bahr grösser.
Ich nehme mal an das der Motor mit 1 Bahr nur 50 % Wirkungsgrad hat, und der Rest für die eigene Bewegung braucht.
Betreibt man diesen nun mit 10 Bahr sind auch 10 mal mehr Eingangsleistung (Wärmeaustausch) im Spiel, wärend der Eigenverbrauch durch Dichtungen usw wohl auf das doppelte wie vorher steigt.
Mal eine Rechnung:
Vorher 100 Watt rein und (50%) 50 W raus.
Bei 10 Bahr 1000 W rein und (2 mal 50 W ab) gleich 900 Watt an der Welle !
So sehe ich es erst mal.
Leistungsmaschinen laufen alle mit hohem Systemdruck.

Gruß Aloys.
 
Mach aus den Wirkungsgraden von 50% mal 5% und aus den 90% mal 30%.

Ein höherer Arbeitsgasdruck erzeugt einen höheren Wirkungsgrad.
Es steht mehr Arbeitsmedium zur Verfügung, welches die Arbeit leistet.

Allerdings funktioniert es denn mit allen Stirlingtypen oder nur mit dem Alfa, dem Beta oder dem Gammatyp.
Es muss auch die Gegenseite des Arbeitskolben im gleichem Druck arbeiten, sonst denke ich bleibt der Arbeitskolben ständig draussen ;)
 

FamZim

User
Hi

Ja alles einkapseln nur die Welle mit Schwungrad bleibt draussen.
Dazu die heiße und kalte Zohne , eventuel Wasserkülung , dann wieder mit reinbauen!

Gruß Aloys.
 
Hi,
Wir haben 30 kW Sterling Motoren gebaut die wurden mit 200 bar gefahren ausserdem wurde als Arbeitsgas Helium verwendet.Alles Gekapselt mit Generator im Kurbelgehäuse ,nur der Zylinder steht hervor samt Wärmetauscher.Die Elektrischen Durchfuerungen bekommt man leichter Dicht wie drehende Kurbelwellen ect.
 

FamZim

User
Das schöööne !

Das schöööne !

Hi

Das schöne ist ja, das der Bewegungsablauf zu sehen ist , was bei einer gekapselten Maschine dann fehlt.
Die hat dann sicher auch mehrere Zylindersysteme für den Selbstanlauf, und braucht wohl auch kein Schwungrad.
Aber Leistung -----

Gruß Aloys.
 
Mit dem Wirkungsgrad hat das nur indirekt zu tun.

Rein thermodynamisch ist für den Wirkungsgrad nur das Temperaturverhältnis warmer Raum zu kalter Raum verantwortlich - genaugenommen die jeweilige Temperatur des Arbeitsgagses im jeweiligen Abschnitt des Zyklus.
Dabei gilt nur die Temperatur auf der absoluten Skala, also in Kelvin gemessen, nicht in °C.

Hoher Druck im Gasraum des Motors sorgt aber dafür, dass mehr Arbeitsgas am Zyklus teilnimmt.
Bei 10 bar ist einfach 10 mal so viel Gas beteiligt, wie bei 1 bar.
Das steigert die Effektivität, nicht die Effizienz.
Es wird also 10 mal so viel Leistung abgegeben, wie bei nur 1 bar, allerdings wird auch 10 mal so viel Wärme abgeholt und an die Kurbelwelle bzw. an den Kühler verteilt.

Da bei den Modell-Strilings der überwiegende Teil der eingesetzten Wärme allen möglichen Verlusten zum Opfer fällt und gar nicht erst am Arbeitszyklus teilnimmt, steigt tatsächlich der Gesamtwirkungsgrad an, wenn die Effektivität des Zyklus' zunimmt.

Aber Vorsicht, wenn der Motor aus allen Knopflöchern das unter Druck stehende Arbeitsgas in die Welt verteilt, dann kann die Pumpleistung zum nachfüllen mehr verbrauchen als die Effektivität zunimmt.
Da sind wir beim alten Dilemma von Dichtung und Wahrheit.
In Wahrheit ist eine Dichtung nämlich nie ganz dicht.
 
Na Aloys,

da die Maschine zum Energieerzeugen gebaut wurde ist der sichtbare Bewegungsablauf nicht so wichtig.Und mehrere Zylinder hat sie auch nicht.Anlaufen tut sie ,da der Gernerator eine Synchronmaschine ist läuft sie sofort bei anschluß ans Netz brav Netzsynchron. Wenn Du nun die Synchronmaschine abbremst arbeitet sie als Motor und zieht Strom aus dem Netz .Treibst du aber den Generator wie hier durch eine Stirlingmaschine an geht alles Rückwärts und speist Strom ins Netz hinein.Du must dich nur innerhalb der Kippgrenzen aufhalten.So geht es eben auch das nur ein Einzylinder für einen Sterlinggenerator ausreicht.

Ich habe hier schon mal die Seiten des Artikels zum Modellflugsterling eingestellt der magere 18 Watt Leistete aber immerhin einen leichten Segler antreiben konnte.Der Motor war auch zwecks Leistungsdichte leicht mit ich glaube 2 bar beim Arbeitsgas unter Druck gesetzt.
 

FamZim

User
Hi

Ja ein Einzylinder mit Anlasser , Motorgenerator, alles klar ist mir geläufig .
Ein Stirling im Modell , auch nicht schlecht , ? leichter als eine Dampfmaschine ?
Ein Stirlingsegler mit 0,3 mtr sinken darf schon 2 bis 3kg wiegen, bei 18 W an der Welle denk ich.

Gruß Aloys.
 
Oben Unten