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3. Technische Daten
Motor-Generator-Einheit:
Riemenscheibe zweistufig: 30 mm Ø, 19 mm Ø
Arbeitskolben:
Hub Arbeitskolben:
Volumenänderung:
24 mm
Minimum Volumen:
Maximum Volumen:
Leistung des
Stirlingmotors:
Abmessungen:
Masse:
4. Schema der Funktionsweise
Der ideale Stirlingprozess läuft in 4 Takten ab (sie-
he Fig. 1):
1.Takt: Expansionsphase: Isotherme Zustandsän-
derung, die Luft expandiert bei konstanter
Temperatur
2.Takt: Isochore Zustandsänderung, die Luft kühlt
bei konstantem Volumen im Regenerator
ab
3.Takt: Kompressionsphase: Isotherme Zustands-
änderung, die Luft wird isotherm kompri-
miert
4.Takt: Isochore Zustandsänderung, die Luft wird
im Regenerator wieder auf die Anfangs-
temperatur aufgeheizt
Im Stirlingmotor kann dieser Idealfall jedoch nicht
realisiert werden. Durch den Phasenversatz des
Arbeits- und Verdrängerkolbens erreicht man eine
Annäherung an diesen idealen Prozess. Dabei über-
lappen sich jedoch die 4 Takte. Bei der Expansion
findet schon ein Gaswechsel von heiß nach kalt
statt und bei der Kompressionsphase befindet sich
noch nicht die ganze Luft im kalten Teil des Mo-
tors.
5. Bedienung
5.1 Der Stirlingmotor als Wärmekraftmaschine
•
Spiritusbrenner befüllen, in die Aussparung in
der Grundplatte einsetzen, Docht ca. 1 bis 2
mm herausdrehen und entzünden.
•
Verdrängerkolben in die hinterste Position
bringen und nach kurzer Erwärmungszeit (ca. 1
bis 2 Minuten) Schwungrad durch leichtes An-
schieben in Uhrzeigersinn (aus Blickrichtung
Motor-Generator-Einheit) in Bewegung verset-
zen (siehe Fig. 2).
•
Gegebenenfalls Spannung des Treibriemens
durch
Verschieben
Einheit einstellen.
max. 12 V DC
25 mm Ø
24 mm
⎛
⎞
25
mm
π ⋅
=
3
⎜
⎟
12
cm
⎝
⎠
2
32 cm³
44 cm³
ca. 1 W
ca. 300x220x160 mm³
ca. 1,65 kg
der
Motor-Generator-
•
Glühbirne durch Schalterstellung „oben" ein-
schalten.
•
Alternativ externe Last über die 4-mm-Buchsen
anschließen und in Schalterstellung „unten"
betreiben.
Drehzahl ohne Last:
Drehzahl mit
Generator als Last:
Generatorspannung:
Druckdifferenz:
5.2 Der Stirlingmotor als Wärmepumpe oder
Kältemaschine
Zusätzlich erforderlich:
DC-Netzgerät 15 V, 1,5 A
oder
DC-Netzgerät 15 V, 1,5 A
Digital-Thermometer
•
Temperatursensoren
Messstutzen einsetzen und an das Digital-
Thermometer anschließen (siehe Fig. 3).
•
Gleichstromquelle über die 4-mm-Buchsen
anschließen.
•
Max. 12 V einstellen und Stirlingmotor in
Schalterstellung „unten" betreiben.
•
Temperaturzunahme bzw. –abnahme beo-
bachten.
Im
Betriebsmodus
Schwungrad im Uhrzeigersinn (aus Blickrichtung
Motor-Generator-Einheit), im Betriebsmodus Wär-
mepumpe entgegen dem Uhrzeigersinn.
•
Zum Wechsel der Betriebsmodi Anschlusskabel
umpolen.
Druckdifferenz:
Motorspannung:
Drehzahl:
Temperaturdifferenz (bezogen auf 21° C):
Kältemaschine:
Wärmepumpe:
5.3 Aufnahme der Betriebsdruckwerte im Ar-
beitskolben
Zusätzlich erforderlich:
TM
3B NETlog
TM
3B NETlab
Relativ-Drucksensor ±1000 hPa
•
Druckverbindungen
Schlauchwelle
Schlauchanschlussöffnung am Arbeitszylinder
herstellen (siehe Fig. 4).
•
Drucksensor mit dem 3B NETlog
•
Software starten und Messung durchführen.
2
ca. 1000 U/min
ca. 650 U/min
ca. 6 V DC
+250 hPa/-150 hPa
U8521121-230
U8521121-115
U11818
in
die
Temperatur-
Kältemaschine
dreht
+250 hPa/-150 hPa
9 V
600 U/min
-4 K (Reservoir: +6 K)
+13 K (Reservoir: -1 K)
U11300
U11310
U11322
zwischen
„positiver"
der
Sensorbox
und
TM
verbinden.
das
der
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