S T I R L I N G - M O T O R Praktikumsversuch

(1) Aufgabenstellung

Es soll die Funktionsweise eines Stirlingmotors untersucht werden.Dazu ist ein Modell einer 2-Kolben-Stirling-Maschine aufzubauen und in Betrieb zu nehmen.Wirkungsgrad und die vom Motor abgegebene Leistung sind zu berechnen.

(2) Versuchsdurchführung

Informieren Sie sich in der angegebenen Literatur bzw. über die angeführten Links über die Wirkungsweise eines Stirlingmotors.

a) Schlagen Sie nach Auswertung der Literatur ein mögliches Modell für einen solchen Motor vor.

b) Bauen Sie aus vorgefertigten Teilen (Kolben mit Kolbenstangen, Kurbelwelle mit Schwungrad und Gewichten, Halterungen, Behälter für heißes und kaltes Wasser mit Verbindungsstück, Gestell, Bunsen-Brenner) das Funktionsmodell einer 2-Kolben-Stirling-Maschine zusammen und versuchen Sie, es in Betrieb zu setzen.

c) Ermitteln Sie die größtmögliche Zahl an Umdrehungen pro Minute [U]. Wie ließe sich die Leistung des Motors erhöhen?

d) Bestimmen Sie die Temperatur der beiden Wärmereservoire.

(3) Auswertung

a) Berechnen Sie die von der Stirling-Maschine abgegebene Leistung P, indem Sie näherungsweise ideales Verhalten annehmen (notwendige Werte zur Rechnung erhalten Sie vom Praktikumsassistenten).

P = |Wid| U                                                               (1) 

b) Berechnen Sie den Wirkungsgrad des Motors.

(3) Hinweise zum Arbeits- und Brandschutz

! Vorsicht bei Inbetriebnahme des Motors (eventuell überlaufendes bzw. spritzendes heißes Wasser)

(4) Schwerpunkte

a) technologische und gesellschaftliche Aspekte der Energiebereitstellung in Gegenwart und Zukunft, Möglichkeiten alternativer Ernergieversorgungssysteme

b) Prinzip und Wirkungsweise eines 2-Kolben-Stirling-motors (Verknüpfen Sie dabei Bewegungen der Maschine und entsprechende Zustandspunkte im p-V-Diagramm analog Abb.3)

c) Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von Stirlingmotoren

d) Berechnung der Arbeit, die von einem idealen Stirlingmotor geleistet wird

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