Solarbetriebener Heißluftmotor Manson/Ericsson

[Jeti]

Hi @ all,

ich bin gerade im Studium an ein Projekt gesetzt worden, in dem ich einen Heißluftmotor für Niedertemperaturen konstruieren soll der später durch die reine Sonneneinstrahlung, möglichst ohne bündelung laufen soll. Gefordert ist eigentlich "nur" ein Überwinden der internen Haftreibung. Das ganze soll quasi erst mal Grundlagen für andere Studienarbeiten schaffen um dann Heißluftmotore geziehlt weiterentwickeln zu können.

Gefordert ist nun allerdings der Aufbau nach dem Manson und dem Ericsson Prinziep. Das ganze gestaltet sich nun etwas schwierig weil ich zu den beiden Prozessen im Internet nicht viel mehr als die Grundlegendsten Informationen gefunden habe. Daten wie das typische Hub/Volumenverhältnis, oder eine Angabe über ein Kolbenbohrung/Volumenverhältnis, also sprich jede Angabe die zur Konstruktion nützlich währe findet sich nicht im Internet (was auch an meinen Phantastischen Internet-Suchkünsten liegen kann, aber befor mir einer Unterstellt das ich nich selber geschaut habe möchte ich noch kurz betohnen das ich nicht einfach "zu faul" bin meine Daten selber zu suchen sondern das ich auch nach mehrstündiger Recherche nichts gefunden habe und nun hoffe das es Menschen gibt die es einfach besser wissen und mir sagen können wo ich die Daten finden kann) Kennt jemand ein gutes Buch in Deutsch oder Englisch welches sich mit den Themen auseinandersetzt? Die Bücher von Kolin habe ich bereits per Fernleihe bestellt, die kommen jedoch erst in einer Woche an. Gibt es sonst noch irgendwelche Quellen oder Menschen die man darauf ansprechen kann?

Wenn interesse an dem Projekt besteht kann ich es auch gerne nach Fertigstellung zum Download verfügbar machen, ich muss das noch mal genauer abklären, aber so weit ich das weiß ist das Projekt öffentlich.

Also nach all dem Wortschwall hier noch mal die Zusammenfassung damit ich mir auch sicher sein kann das ich nichts vergessen habe :)

Ich suche alles was hilft Wärmekraftmaschinen jeglicher Art, besonderst aber solche nach dem Manson oder Ericsson Prozess, zu konstruieren um eine Arbeit abzugeben die gewisse Erfahrungen bündelt um solche Maschinen besser bauen zu können. Gesucht werden also:
- Freie Berechnungsprogramme
- Wichtige Arbeitsverhältnisse (Volumen/Kolbenhub; Kolbendurchmesser/Volumen...)
- Auch gerne Erfahrungen von Privatpersonen (falls einer von euch schon in dem Thema drinne ist)
- Besonderst Erfahrungen mit Niedertemperaturmaschinen
-alles was sonst noch hilft

Hoffe das das Thema auf interesse stößt.

Gruß
Jeti

[Thomas$]

als fertiges anschau modell könnte der styrlingmotor (heisluftmotor =strlingmotor?)von astromedia sein der ist auch relativ günstig und kann mit kaffetasse betrieben werden

[i_make_it]

Such mal unter Stirlingmotor und Stirlingprozess.

Bücher zum Thema:

Dieter Viebach: Der Stirlingmotor - einfach erklärt und selbst gebaut2002, 104 Seiten, ökobuch Verlag


Martin Werdich: Stirling-Maschinen1991, 120 Seiten, ökobuch Verlag

Und wie es geht gibts hier:
http://stirlingmotor.npage.de/startseite_49279741.html


Und das ist vermutlich in etwa das was du machen willst.
http://www.clipfish.de/video/2671860/solar-stirlingmotor-mit-parabolspiegel/

[Netzman]

Wenn dir diese Information hilft, ich habe mal einen sehr reibungsarmen Kolben konstruiert: ein Ferrofluid (angemischt aus Laserdruckertoner und Motoröl) wird von einem zylindrischen Magneten gehalten und in einem etwas größeren Rohr bewegt, sodass der Magnet keinen direkten Kontakt zur Rohrwand hat. Mit 2 auf der Achse versetzten Magneten entfällt auch eine Lagerung. Allerdings kann man hier keine hohen Kräfte erwarten, die aber bei deiner Konstruktion wahrscheinlich eh nicht auftreten werden.

mfg

[021aet04]

Ich habe das Buch. http://www.franzis.de/elektronik/experimente/experimente-mit-heissluftmotoren
Es sind zwar einige Modelle drinnen, die sind aber eher für Bastler (z.B. mit Konservendosen) als mit professioneller Optik (wie z.B. im Videolink oben). Jeti hat oben geschrieben

reine Sonneneinstrahlung, möglichst ohne bündelung laufen soll.

[Manf]

Dazu gehört sicher der Ferrofluidkolben, hier im Video.
http://i3.ytimg.com/vi/21WzdjqAG0s/default.jpg
http://www.youtube.com/profile?user=manf1234#p/u/6/21WzdjqAG0s

Die Kerze als Energiequelle sollte nicht erschrecken, von den 30W geht das meiste ohne Luftführung daneben.
Das Ziel war eine transparente Maschine schnell aufzubauen.

[Edblum]

Moin,

Hast dus deses angeschaut?

http://www.emachineshop.com/machine-shop/New-Simplified-Heat-Engine/page150.html

Nach meiner Meinung ist es besser genügend Wärme zu sammeln und diese Wärme zu eine Stirlingmachine zu zu führen. Die Sonne ist leider nicht immer die ganze Tag da.

Viel Erfolg,

Ed

[PICture]

Hallo!

Ich habe früher einen billigen Spielzeug-Vogel aus Glass gehabt, der sich so lange in Raumtemperatur bewegt hat, wie lange er in seiner Schüssel "Trinkwasser" gehabt hat. Ich weiss nicht, ob das etwas gemeinsames mit dem Thema hat, aber das war auch etwas mit Wärme.

Er hat sein Schnabel im "Trinkwasser" gehalten, bis die unbekannte Flüssigkeit in seinem innerem sich angeblich gekühlt hat und geschrumpft ist. Dann hat er gewackelt und die Flüssigkeit durch die Umgebungluft wahrscheinlich sich erwärmt und ausgedehnt hat. Bei jeder Bewegung ist sein Schnabel immer näher von dem "Trinkwasser", bis er in die Ausgangsposition gelangen und einige Zeit dort geblieben ist. Es hat sich dann immer wiederholt gleich bewegt. Ich habe versucht im Code zu skizzieren, wie ich mich ihn noch errinern kann.

Ich weiss nicht was für eine durchsichtige Flüssigkeit drin war und wie diese Art von Antrieb genannt wird. Das ist aber für mich sehr interessantes Thema. Leider weiss ich nicht mehr woher ich den Vogel gehabt habe und, was mit ihm passiert ist, sonst hätte ich ihn fotografiert... :(

MfG


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[Thomas$]

Picture meinst du den hier? http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.solarradiometer.de/ebay/trinkenterot2.jpg&imgrefurl=http://www.solarradiometer.de/ebay/schluckspecht.html&usg=__NqppS9iSGnxfE5yWgzA_W3fOKX4=&h=575&w=550&sz=140&hl=de&start=7&um=1&tbnid=_y2IrW7Zm3CDKM:&tbnh=134&tbnw=128&prev=/images%3Fq%3Dschluckspecht%26hl%3Dde%26client%3Dfi refox-a%26rls%3Dcom.ubuntu:de:unofficial%26sa%3DN%26um%3 D1

[PICture]

Hallo Thomas$!

Genau, vielen Dank, dass du es gefunden hast! :)

Dank Dir können sich das die Interessierte sogar "live" anschauen. Ich werde mir das ganze gleich durchlesen um zu prüfen, ob ich die Funktionsweise richtig erkannt habe.

MfG

[oberallgeier]

Hi Jeti,


... Ich suche alles was hilft ...
- Wichtige Arbeitsverhältnisse (Volumen/Kolbenhub; Kolbendurchmesser/Volumen...) ...Das ist doch schon ein Teil der Lösung Deiner Aufgabe. Die volumetrischen/geometrischen Verhältnisse sind doch aus den beiden Zuständen durch thermodynamische Gesetzmässigkeiten festgelegt bzw. berechenbar.

Über diese drei Notizen bist Du vermutlich auch schon gestolpert.
Eine kurze Übersicht (http://www.stirling-modellbau.de/media/pdf/VORWORT2.pdf)
Über Ericcson - mit Geometriedaten (http://www.rustyiron.com/engines/stable/ericsson.html)
Weeeit unten steht was über Rupp-Manson (http://www.stirlingmotor.com/archiv_stirlingwelt.html)

[Jeti]

Hi!

Danke erst mal an alle, es kamen viele Dinge auf die ich kurz kommentieren möchte:

@Thomas$: Der Stirlingmotor ist auch ein Heißluftmotor jedoch arbeitet er anderst als der Mandson oder der Ericsson prozess. Während der Stirling z.B. ganz ohne Ventile (und dadurch logischerweise auch ohne Ventilsteuerrungen) auskommt, und ein geschlossener Prozess ist arbeiten sowohl Mandson als auch Ericsson mit öffenen Prozessen und Ventilen die die Luftkonditionen im inneren an bestimmten Stellen des Prozesses beeinflussen (entlüftung, belüftung). Der Stirling ist meines Wissens nach genau wegen dieser beiden Eigenschaften einer der best untersuchtesten Motoren in diesem Segment. Und letztendlich war das genau der Grund wieso man man die anderen ins Auge nehmen wollte. Um zu sehen wie man diese weiterentwickeln kann. Deswegen komme ich oft auf Seiten die sich mit dem Stirling beschäftigen, aber leider nicht mit Mandson oder Ericsson.

@Netzman: Diese Ferrofluidkolben sehen ja echt interessant aus, ich muss zugeben das ich die vorher noch nicht kannte. Insofern hat mir die Information immer geholfen, wenn nicht in diesem Projekt dann mit Sicherheit in einem anderen :)

@Edblum: Ja, es währe natürlich einfacher Energie zu "Sammeln" befor man sie verwertet. Das Projekt soll aber eher richtung Afrika eingesetzt werden um dort Wasser durch Solarenergie zu pumpen. Das heißt das ganze muss robust und am besten "unkaputtbar" sein. Sonnenkollektoren sind immer ein Problem wenn ich Stäube habe die durch die gegend gewindet werden, deswegen ist der Ansatz diesmal so das möglichst nichts passiert selbst wenn auf dem Material etwas "geschmirgelt" wird. Der Wirkungsgrad der Maschine beträgt aber (was meine Abschätzung angeht) dadurch auf keinen Fall mehr als 2%

@Oberallgeier: Erst mal zu den Links: 2 von 3 kannte ich noch nicht, insofern danke :). Das mit der Berechnung ist so ne Sache. Da es so weit ich das weiß (berichtigung gerne erwünscht) immer noch kein mathematisches Modell gibt das den Stirlingmotor exakt beschreibt haben ja auch große Firmen damit Probleme. Da ich ja aber Richtung Mandson und Ericsson gehen soll gibt es an Berechnungsprogrammen nichts. Ich habe mal versucht mir eigens Formel aufzustellen, aber ganz ehrlich das is ne dicke Sache. Das ich bei der ganzen Sache um Differenzialgleichungen nicht drum herrum komme war mir ja klar aber im Moment sprengt das ganze meine mathematischen Fähigkeiten ein wenig :). Ich bin Thermodynamisch und Fluidmechanisch durchaus fitt (soweit man das halt als noch nich fertiger Student sein kann) aber da sich ja alles aufeinander rückbezieht finde ich da sehr schlecht den einstieg ohne wenigstens ein paar Anhaltspunkte. Ansonsten wie würdest du es angehen? Oder kennst du ein Modell das diese Art von Motoren beschreibt?
Unter dem Begriff "Wichtige Arbeitsverhältnisse" wollte ich nich erreichen das mir jemand sagt "Hey Jeti, mal mal 0,8 dann tuts" sondern vielleicht noch einen kleinen Tipp in welcher Richtung man suchen könnte. Als beispiel versuche ich mich gerade mit Modellbauern zusammenzuschließen um deren (oft durch erfahrung herrauskristallisierte) Verhältnisse einfach mal statistisch zu erfassen um evtl abschätzungen vornehmen zu können was funktioniert und was nicht.

Gruß
Jeti

[oberallgeier]

... Das mit der Berechnung ist so ne Sache ... ganz ehrlich das is ne dicke Sache ...Stimmt, Thermodynamik ist wohl immer ne ziemlich abgefahrene Geschichte.


... Ansonsten wie würdest du es angehen? Oder kennst du ein Modell das diese Art von Motoren beschreibt ...Jetzt hast Du mich erwischt: klug daherreden und selbst keine Ahnung haben - genau da hast Du mich erwischt: ich habe den Stirlingmotor nicht wirklich verstanden und kenne auch keine Modellierung dazu. ABER - könntest Du Dir die Kreisprozesse nicht mal im Zustandsdiagramm aufzeichen (Stichwort Carnot) (http://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Prozess#Darstellung_des_Prozesses_mit_idealem_Gas_ im_p-V-Diagramm) - und dann damit überlegen? Zumindest würde ich so anfangen.


... Verhältnisse einfach mal statistisch zu erfassen um evtl abschätzungen vornehmen zu können was funktioniert und was nicht ...Ja, Pragmatismus ist ein sehr cleverer Ansatz immer dann, wenn man soo wenig theoretische Grundlagen hat. Gute Idee. Ansonsten vielleicht auch mal an Instituten für (reine) Thermodynamik und besonders für Wärme-, Kraft- und Arbeitsmaschinen nachfragen - z.B. Pischinger/RWTHAachen.

OT: Gäufelden - dann bist Du in Tübingen? Aber nicht an dem Institut vom ehemaligen Müll-in-Öl-Umwandler? /OT

Jedenfalls wünsche ich Dir viel Erfolg.