Cam stirling

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Cam stirling




von Lehren » 14/09/20, 13:19

Hallo an alle,
Ich veröffentliche diese zusammenfassende Suche nach einem Striling, der mit Kameras arbeitet, ohne zu wissen, in welche Alpha-/Beta-/Gamma-Kategorie ich ihn einordnen soll ...

stirling.jpg

Die heiße Quelle besteht aus 2 gerippten Flächen (hellrot + rot), der bewegliche Kolben aus 2 gerippten Flächen (rosa, hellblau), die durch einen Isolator getrennt sind, und schließlich besteht die kalte Quelle aus 2 gerippten Flächen (blau und ultramarinblau). Die Kältequelle wird durchbohrt, um den vom Kolbennocken bewegten Stangen den Durchgang zu ermöglichen. Ich habe nur 2 Stäbe und eine 2x180°-Kamera gezeichnet, aber idealerweise wären es drei und eine 3x3°-Kuttelgeometrie-Kamera ...

Der theoretische Stirling-Zyklus ist durch isochore Erwärmung, isotherme Expansion, isochore Abkühlung und schließlich isotherme Kompression gekennzeichnet. Der Vorteil der Nocken besteht darin, dass sie die Verschiebung der Kolben unabhängig steuern und somit die vier Momente des Zyklus respektieren können, indem sie die Zwischenphasen des realen Zyklus minimieren.

Der Einsatz von Kolben mit einer großen Austausch- und Kontaktfläche ermöglicht es, die Übertragung des Wärmeaustauschs zwischen der heißen Quelle und dem „heißen“ Kolben und der kalten Quelle und dem „kalten“ Kolben sowie zwischen ihnen und dem Gas zu optimieren. Das Totvolumen ist nahezu Null.

Der Gastransfer zwischen der heißen und der kalten Zone erfolgt über mehrere Bohrungen durch den Kolben (um den Geschwindigkeits-/Druckabfall über die Bohrungen zu minimieren) und die Isolierzone, die seine heißen und kalten Flächen trennt.
Zu beachten ist auch, dass kein Regenerator vorhanden ist: Ist das Totvolumen im Vergleich zum Nutzvolumen sehr gering, wird der Regenerator unbrauchbar.

Hier ist der Einfachheit halber der Mantel nicht sichtbar, die heiße Quelle ist stationär, die kalte Quelle bewegt sich, auch der doppelseitige Kolben bewegt sich stärker, je nach vorgesehenem Verdichtungsverhältnis.

Offensichtlich erfolgt die Verschiebung des Kolbens und der Kältequelle wie folgt (leider wäre ein Video besser gewesen, aber ich habe keine Möglichkeit gefunden, es einzubinden):
- isochore Erwärmung: Der Kolben und die Kältequelle sind in der Zwischenposition unbeweglich, der Kaltkolben kühlt bei Kontakt mit der Kältequelle ab, das Gas befindet sich im großen Volumen und wird zwischen den Rippen erhitzt;
- isotherme Expansion: Der Kolben und die Kältequelle sinken gleichzeitig ab, das Kältevolumen bleibt Null;
- isochore Übertragung: Der Kolben wird bei Kontakt mit der heißen Quelle angehoben, was zur Übertragung von Gas in die kalte Zone führt, die kalte Quelle bleibt stationär;
- isochore Kühlung: Der Kolben und die Kältequelle sind stationär, das Gas kühlt bei Kontakt mit den kalten Rippen ab;
- isotherme Kompression: Die kalte Quelle steigt, der Kolben bleibt in Kontakt mit der heißen Quelle;
- isochore Übertragung: Der Kolben senkt sich in Kontakt mit der kalten Quelle, die stationär bleibt, das Gas gelangt in die heiße Zone.

Die mechanische Energie wird durch ein in die Nocken integriertes Schwungrad zurückgewonnen.
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