Bau eines Stirlingmotors
David (IV5), Erwin (IV5), Stefano (IV5)

Stirling-Motor :

Der Stirling-Motor ist eine Wärmekraftmaschine, die Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt. Ein Arbeitsgas wird von außen erhitzt und abgekühlt, dieser bewegt sich zwischen zwei Bereichen sodass mechanische Energie entsteht. Es handelt sich somit um einen geschlossenen Kreisprozess.

Beim Stirling-Motor bleibt der Gas innerhalb des Motors und dadurch unterscheidet er sich von einer Dampfmaschine und Verbrennungsmotoren, da es keine Gase erzeugt.

Die einfachen Stirling-Motoren sind die ß-Typ. Diese bestehen aus einem Zylinder, in dem sich ein Arbeitskolben und ein Verdrängungskolben mit einer Phasenverschiebung von 90° bewegen.

Bei einem idealen Stirlingprozeß gibt es 4 nacheinander ablaufende Zustandsänderungen:

  • Die Luft expandiert isotherm (also bei konstanter Temperatur),
  • sie wird nach der Expansion isochor (das heißt bei konstantem Volumen) im Regenerator abgekühlt,
  • danach wird sie isotherm komprimiert
  • und wieder isochor im Regenerator aufgeheizt auf die Anfangstemperatur.
Danach beginnt der Kreislauf wieder von vorn.

Grundidee des Stirlingmotors (Dose):

Luft wird erhitzt und bringt die Luft zur Ausdehnung, also bläst sich der Luftballon auf.

Die Luft kühlt ab und zieht sich dann zusammen. Der Luftballon komprimiert sich und so bildet sich ein Kreislauf.

Reagenzglas-Murmel- Stirlingmotor
Als Erstes wird die Luft in dem Reagenzglas erhitzt und bring den Luftballon dazu sich aufzublasen. Dies macht dass der Ballon sich ausdehnt, aber da er sich gegen das Holzstück drückt wird das Reagenzglas gehoben und bringt die Murmeln zum rollen, welches die Luft zur anderen Seite des Reagenzglases bring wo sie sich abkühlt. Also zieht sich der Ballon wieder zusammen und alles wiederholt sich.

David, Erwin

Im Rahmen einer Physik-AG versuchten sich Schüler mit dem Bau eines Stirling-Motors.

Ein erster Erfolg!

Wenn die Glaskugeln (Verdrängerkolben) die heiße Luft in den kalten Teil des Reagenzglases schieben, kühlt sich die eingeschlossene Luft ab und der kleine blaue Luftballon schrumpft zusammen.
Der Luftballon wird später der Arbeitskolben, der das Kippen des Reagenzglases automatisiert.

Es muss viel ausprobiert werden: der Drehpunkt, das Gegengewicht für das Zurückkippen, die Position des Luftballons ....
Aber so sieht die Maschine schon ziemlich fertig aus!

... und tatsächlich! Der Motor funktioniert! :-)

<<< zurück