Stirlingmotor mit H2O als Arbeitsmedium.

Gast #7035718
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Was wäre wenn man bei einem Stirlingmotor anstelle eines Gases, Wasser 
als Arbeitsmedium verwendet, und Kondensation und Verdunstung mit in den 
Prozess einbezieht.

Es ist dann noch ein Stirlingmotor oder schon eine Dampfmaschine?

Warum macht man sowas nicht?
Weiß einer eventuell welche Vorteile und Nachteile das haben könnte?

Also ich meine einen ganz gewöhnlichen Stirlingmotor, mit Arbeits und 
Verdrängerkolben.
(Firma: Funkenflug Industries) #7036312
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Probier's doch einfach aus. Wasser im Zylinder macht sich aber nicht so 
gut, weil nicht komprimierbar.

Oder mit anderen Gasen, evtl. schweren Gasen wie SF6... oder wenn man 
das Gas unter Druck verwendet... vielleicht leichte Gase wie 
Wasserstoff, der hat eine hohe Wärmekapazität, aber dafür den Nachteil, 
daß er auf lange Sicht durch fast jeden Werkstoff hindurchdiffundiert.
Gast #7036318
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Ben B. schrieb:
> Probier's doch einfach aus. Wasser im Zylinder macht sich aber
> nicht so gut, weil nicht komprimierbar.
> Oder mit anderen Gasen, evtl. schweren Gasen wie SF6... oder wenn man
> das Gas unter Druck verwendet... vielleicht leichte Gase wie
> Wasserstoff, der hat eine hohe Wärmekapazität, aber dafür den Nachteil,
> daß er auf lange Sicht durch fast jeden Werkstoff hindurchdiffundiert.

Also Standard ist ja Helium oder Druckluft, ich habe auf jeden Fall noch 
mal drüber nachgedacht, und es kann kein gewöhnlicher Stirlingmotor 
sein, der Verdränger muss ja im Grunde für Wasser und für Wasserdampf 
gleichermaßen funktionieren. Am besten wäre es wenn im Betrieb ein Dampf 
Wasser gemisch entsteht. Der Verdrängerkolben muss auf jeden Fall im 
kalten Teil die Flächen vom Kondensat befreien, damit das ganze 
funktionieren kann.

Ja das habe ich mir auch gedacht, man könnte es ja mal ausprobieren.
#7036326
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DANIEL D. schrieb:
> Was wäre wenn man bei einem Stirlingmotor anstelle eines Gases, Wasser
> als Arbeitsmedium verwendet, und Kondensation und Verdunstung mit in den
> Prozess einbezieht.

Dann wäre man 250 Jahre in der Entwicklung zurückgeworfen und hätte 
gerade eben den ersten atmosphärischen  Vorläufer der Dampfmaschine 
gebaut, damals wurde von NEWCOMEN der Wasserdampf im Zylinder 
kondensiert.

Leider fehlen unseren Erfindergenies jegliche historischen Grundlagen in 
dem Fachgebiet über das sie im Wirthaus nach 10 Bier schwadronieren.
(Firma: Funkenflug Industries) #7036347
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Also ich müsste mich erst in die Thermodynamik des Stirlingmotors 
einlesen, um dazu irgendwelche fundierten Aussagen machen zu können. Im 
Grunde weiß ich im Moment nicht, warum das Ding überhaupt funktioniert. 
Ich glaube, der Motor bezieht seine Energie aus einer möglichst hohen 
Temperaturdifferenz zischen beiden Zylindern und ich habe mal was davon 
gelesen, daß man seinen Wirkungsgrad mit einem Regenerator (als 
Wärmespeicher) steigern kann. Das würde wohl heißen, daß man möglichst 
heißes Gas in einem Zylinder braucht und möglichst kaltes Gas im 
zweiten.

Wasserdampf auf der kalten Seite zu kondensieren würde dort viel Wärme 
freisetzen, die irgendwie wieder weg muss. Ohne Wärme bräuchte ich auch 
einen sehr hohen Unterdruck, um einmal dort kondensiertes Wasser erneut 
zu verdampfen. Keine Ahnung, ob das überhaupt möglich ist. Extern 
vielleicht, aber dann nähert sich der Prozess einer 
Hochdruck-Dampfmaschine mit Kondensation an, bzw. dem normalen 
Dampfkreislauf.
#7036528
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Der Wirkungsgrad eines Stirlings war früher (1850 - 1900) deutlich
schlechter, als der einer Dampfmaschine.

In Australien wurden sie zu der Zeit aber in größerem Stil
eingesetzt. Das hatte mehrere Gründe:

Kohle war extrem billig. Der Wartungsaufwand gering.
Ein Farmer konnte diesen Antrieb für seine Wasserpumpe usw.
unbeaufsichtigt laufen lassen, ohne eine Kesselexplosion
zu befürchten.

Als sich Elektrizität durchgesetzt hat, war Schluss.

Grüße Bernd
(Firma: Funkenflug Industries) #7036533
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Na weiß nicht, man hat die Dinger auch in Solar-Stirlings eingesetzt, um 
10..20kW Strom zu bekommen. Dabei ist der Wirkungsgrad gar nicht so 
schlecht, allerdings hat man durch die bewegten Teile mehr 
Wartungsprobleme als bei PV-Anlagen und durch die Kostenreduktion bei 
der PV lohnt sich der Bau solcher Solar-Stirlings heute wohl nicht mehr.
#7036792
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Stirlingmotoren funktionieren nur mit Gas, das muß bei Kryopumpen sogar 
mit Molsieb getrocknet werden.
Kommerzielle Geräte arbeiten mit Helium (weniger Diffusionsverluste) bei 
einem Druck von 20-30 bar, das erhöht die Wärmekapazität. Höhere Drücke 
erfordern teureres Material oder höhere Wandstärken, also läßt man das.

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