3B Scientific Stirling Engine D - Manual (Page 3)

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6. Funktionsprinzip
Die Funktionsweise des Stirling-Motors kann vereinfa-
chend in die folgenden vier Takte unterteilt werden:
Wärmezufuhr:
Zur Wärmezufuhr bewegt sich der Verdrängerkol-
ben (P1) aufwärts und verdrängt die Luft nach un-
ten in den geheizten Bereich des Verdrängungszy-
linders. Temperatur und Druck steigen annähernd
isochor an. Der Arbeitskolben befindet sich wäh-
renddessen im unteren Totpunkt (siehe Fig. 1). Der
Verdrängerkolben läuft dem Arbeitskolben vorraus
und erreicht den oberen Totpunkt. Die Luft hat
nun das kleinste Volumen, die höchste Temperatur
und den höchsten Druck (siehe Fig. 2).
Expansion:
Die erwärmte Luft expandiert annähernd isotherm
und treibt den Arbeitskolben (P2) nach oben. Dabei
wird mechanische Arbeit über die Kurbelwelle an
die Schwungstange abgegeben. Das Luftvolumen
wird größer, die Luft nimmt Wärme auf und der
Druck verringert sich (siehe Fig. 3).
Wärmeabgabe:
Bei der Wärmeabgabe befindet sich der Arbeitskol-
ben im oberen Totpunkt während sich der Verdrän-
gerkolben (P1) abwärts bewegt und die Luft in den
oberen Bereich des Verdrängungszylinders ver-
drängt. Die Luft wird abgekühlt und die obere
Platte nimmt Wärme auf. Der Verdrängerkolben
erreicht den unteren Totpunkt (siehe Fig. 4 und 5).
Kompression:
Die abgekühlte Luft wird isotherm durch den sich
nach unten bewegenden Arbeitskolben kompri-
miert. Die mechanische Arbeit hierfür wird durch
die Schwungstange geliefert (siehe Fig. 6).
P
V
P1
Fig. 1 Wärmezufuhr
P
V
Fig. 2 Wärmezufuhr
P
V
P2
Fig. 3 Expansion
P
V
P1
Fig. 4 Wärmeabgabe
P
V
Fig. 5 Wärmeabgabe
P
V
P2
Fig. 6 Kompression