Petroleum-Motor
geschrieben von Willi Springmann
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RE: Petroleum-Motor 22. Oktober 2004 09:10 |
Hallo René,
schön ausführlich, wieder was gelernt.
Das heißt, wenn der Motor Verbrennungswärme zugeführt
bekommt, läuft er mit schlechtem Wirkungsgrad.
Wenn er Erdwärme bekommt, die ja nichts kostet,
ist der Wirkungsgrad besser?
Ich weiß natürlich noch aus der Ausbildung, das der
Wirkungsgrad sich aus zugeführtem Brennstoff und
abgegebener Leistung errechnet, positive Energie Bilanz.
Aber wenn so ein Motor umsonst läuft, abgesehen von den
Instandhaltungskosten, ist das doch eigendlich egal.
Alexander
schön ausführlich, wieder was gelernt.
Das heißt, wenn der Motor Verbrennungswärme zugeführt
bekommt, läuft er mit schlechtem Wirkungsgrad.
Wenn er Erdwärme bekommt, die ja nichts kostet,
ist der Wirkungsgrad besser?
Ich weiß natürlich noch aus der Ausbildung, das der
Wirkungsgrad sich aus zugeführtem Brennstoff und
abgegebener Leistung errechnet, positive Energie Bilanz.
Aber wenn so ein Motor umsonst läuft, abgesehen von den
Instandhaltungskosten, ist das doch eigendlich egal.
Alexander
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RE: Petroleum-Motor 22. Oktober 2004 11:46 |
Alexander Gilleßen schrieb:
>
> Hallo René,
Auch Hallo
> schön ausführlich, wieder was gelernt.
> Das heißt, wenn der Motor Verbrennungswärme zugeführt
> bekommt, läuft er mit schlechtem Wirkungsgrad.
> Wenn er Erdwärme bekommt, die ja nichts kostet,
> ist der Wirkungsgrad besser?
Nein, das ist so nicht richtig. Je höher das Temperaturgefälle umso besser der Wirkungsgrad, das gild übrigens für alle Wärmekraftmaschinen. Generell kann man mit Verbrennungsprozessen ja höhere Temperaturen erzielen als sie durch Erdwärme erreichbar sind und dadurch natürlich auch bessere Wirkungsgrade.
Nur kann man bei der Erdwärme, die ja in Island einfach so aus dem Boden sprudelt, nix kostet und dazu noch ständig verfügbar ist auf einen optimalen Wirkungsgrad verzichten.
Zu deiner vorigen Frage nach der minimalen Temperatur für Stirlingmaschinen: Der Rekord liegt derzeit bei nur 0.7 Kelvin(!!!) Temperaturgefälle, das hat aber nur dazu ausgereicht die Maschine gerade mal so am laufen zu halten und die Maschine war zudem komplett aus sündhaft teuren HighTech Materialien gefertigt.
> Ich weiß natürlich noch aus der Ausbildung, das der
> Wirkungsgrad sich aus zugeführtem Brennstoff und
> abgegebener Leistung errechnet, positive Energie Bilanz.
Auch wieder nicht ganz richtig. Die Energiebilanz ist wie jede vernünftige Bilanz immer ausgeglichen weil dort auch die Verluste berücksichtigt sind. Das ist wichtig um z.B. Kühler auszulegen oder Bauteile in der Umgebung der Maschine auf die Belastung durch Strahlungswärme zu untersuchen. Eine positive Energiebilanz (Wirkungsgrad grösser 1) kann man nur mit einem perpetuum Mobile erzielen, wäre zwar auf den ersten Blick schön wenn es sowas gäbe aber dann würden wir alle den Hitzetod sterben wenn Maschinen plötzlich einfach so laufen und dabei auch noch Energie abgeben weil in der Technik jede Energieform irgendwann als Wärme endet...
Beispiel Auto: Im Motor wird chemisch gebundene Energie aus dem Kraftstoff im Brennraum zuerst in Wärme und durch den Kurbeltrieb in mechanische Energie umgesetzt, Die mechanische Energie wird im Antriebsstrang in kinetische Energie umgesetzt (das Auto bewegt sich) beim anhalten wird in den Bremsen wieder die kinetische Energie in Wärme umgesetzt (durch Reibung in der Bremse). Die Verlustleistungen auf diesem Weg sind ebenfals als Wärme abgeführt worden.
>
> Aber wenn so ein Motor umsonst läuft, abgesehen von den
> Instandhaltungskosten, ist das doch eigendlich egal.
>
So ist es, und genau dort sind auch die Nischen die mit einem Stirlingmotor sinnvoll besetzt werden können.
Gruss, René
>
> Hallo René,
Auch Hallo
> schön ausführlich, wieder was gelernt.
> Das heißt, wenn der Motor Verbrennungswärme zugeführt
> bekommt, läuft er mit schlechtem Wirkungsgrad.
> Wenn er Erdwärme bekommt, die ja nichts kostet,
> ist der Wirkungsgrad besser?
Nein, das ist so nicht richtig. Je höher das Temperaturgefälle umso besser der Wirkungsgrad, das gild übrigens für alle Wärmekraftmaschinen. Generell kann man mit Verbrennungsprozessen ja höhere Temperaturen erzielen als sie durch Erdwärme erreichbar sind und dadurch natürlich auch bessere Wirkungsgrade.
Nur kann man bei der Erdwärme, die ja in Island einfach so aus dem Boden sprudelt, nix kostet und dazu noch ständig verfügbar ist auf einen optimalen Wirkungsgrad verzichten.
Zu deiner vorigen Frage nach der minimalen Temperatur für Stirlingmaschinen: Der Rekord liegt derzeit bei nur 0.7 Kelvin(!!!) Temperaturgefälle, das hat aber nur dazu ausgereicht die Maschine gerade mal so am laufen zu halten und die Maschine war zudem komplett aus sündhaft teuren HighTech Materialien gefertigt.
> Ich weiß natürlich noch aus der Ausbildung, das der
> Wirkungsgrad sich aus zugeführtem Brennstoff und
> abgegebener Leistung errechnet, positive Energie Bilanz.
Auch wieder nicht ganz richtig. Die Energiebilanz ist wie jede vernünftige Bilanz immer ausgeglichen weil dort auch die Verluste berücksichtigt sind. Das ist wichtig um z.B. Kühler auszulegen oder Bauteile in der Umgebung der Maschine auf die Belastung durch Strahlungswärme zu untersuchen. Eine positive Energiebilanz (Wirkungsgrad grösser 1) kann man nur mit einem perpetuum Mobile erzielen, wäre zwar auf den ersten Blick schön wenn es sowas gäbe aber dann würden wir alle den Hitzetod sterben wenn Maschinen plötzlich einfach so laufen und dabei auch noch Energie abgeben weil in der Technik jede Energieform irgendwann als Wärme endet...
Beispiel Auto: Im Motor wird chemisch gebundene Energie aus dem Kraftstoff im Brennraum zuerst in Wärme und durch den Kurbeltrieb in mechanische Energie umgesetzt, Die mechanische Energie wird im Antriebsstrang in kinetische Energie umgesetzt (das Auto bewegt sich) beim anhalten wird in den Bremsen wieder die kinetische Energie in Wärme umgesetzt (durch Reibung in der Bremse). Die Verlustleistungen auf diesem Weg sind ebenfals als Wärme abgeführt worden.
>
> Aber wenn so ein Motor umsonst läuft, abgesehen von den
> Instandhaltungskosten, ist das doch eigendlich egal.
>
So ist es, und genau dort sind auch die Nischen die mit einem Stirlingmotor sinnvoll besetzt werden können.
Gruss, René
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RE: Petroleum-Motor 22. Oktober 2004 12:07 |
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Stefan SIndlinger
RE: Nein, Bismuthimmel 22. Oktober 2004 13:27 |
Hallo Ludwig,
wie hat denn Dein Aufbau zum Thermoelement ausgesehen? Und was für ein Element war das?
Eine LED sollte doch mindestens drin sein und wäre auch ganz witzig, so quasi nebenher leuchten zu lassen. Dann sieht man auch auf einen Blick gleich, ob die Lampe noch an ist ;-). Und solange die Lampe noch heiß ist, hat man im Dunkeln noch (ein wenig) Licht, um den Tankdeckel zu beleuchten und schnell Brennstoff nachzufüllen ;-).
Grüße,
Stefan (DA).
wie hat denn Dein Aufbau zum Thermoelement ausgesehen? Und was für ein Element war das?
Eine LED sollte doch mindestens drin sein und wäre auch ganz witzig, so quasi nebenher leuchten zu lassen. Dann sieht man auch auf einen Blick gleich, ob die Lampe noch an ist ;-). Und solange die Lampe noch heiß ist, hat man im Dunkeln noch (ein wenig) Licht, um den Tankdeckel zu beleuchten und schnell Brennstoff nachzufüllen ;-).
Grüße,
Stefan (DA).
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RE: Petroleum-Motor 22. Oktober 2004 13:33 |
Alexander Gilleßen schrieb:
>
> Danke......
> sind der Temp. nach oben Grenzen gesetzt?
> Ich meine mit modernen Materialien, wie wär der
> Wirkungsgrad denn bei 1200 C° ?
Die Grenzen liegen zur Zeit bei ca 970K.
Wie gesagt, der Wirkungsgrad steigt mit der maximal möglichen Temperatur.
Das selbe Problem haben auch Gasturbinen. Der Vorteil beim Diesel/Ottomotor liegt darin dass die hohen Verbrennungstemperaturen nur kurz anliegen und sich die Bauteile dann beim 4-Takter fast 2 Umdrehungen lang wieder erholen können befor die nächste Zündung kommt. So bleiben bei diesen Maschinen trotz sehr hoher Prozesstemperaturen die Thermischen Belastungen an den Bauteilen in erträglichen Grenzen.
Bei Gasturbinen oder auch beim Stirlingmotor brennt die Flamme ständig das heist stationär, was zwar eine gute Kontrolle der Verbrennung und damit niedrige Emmisionswerte bedeutet, aber die Bauteilbelastung enorm erhöht.
Da sämtlichen Wärmekraftmaschinen immer ein bestimmter Thermodynamischer Kreisprozess zugrunde liegt ist dadurch auch vorgegeben welchen Wirkungsgrad solche Maschinen theoretisch erreichen können.
Grundsätzlich gild aber für sämtliche Wärmemaschinen dass der Wirkungsgrad umso besser wird je höher die maximal möglichen Temperaturen und je höher die maximal zu erreichenden Drücke im Prozess sind.
So sind mit dem beim Ottomotor zugrundeliegenden Kreisprozess theoretisch höhere Wirkungsgrade möglich als beim Diesel. Weil aber der maximale Zylinderdruck unter anderem von der Klopffestigkeit des Kraftstoffes abhängig ist kann bei realen Motoren der Dieselmotor durch die höhere Verdichtung dieses Manko wieder mehr als wett machen.
Für den Stirlingmotor liegt die Grenze derzeit bei den schon erwähnten 970K und Spitzendrücken um die 170bar mit Helium als Prozessgas. Damit sind effektive Wirkungsgrade von ca 0.35 - 0.36 erreichbar.
Im Vergleich dazu erreichen moderne Grossdiesel Wirkungsgrade von ca. 0.58 -0.60
Gruss, René
>
> Danke......
> sind der Temp. nach oben Grenzen gesetzt?
> Ich meine mit modernen Materialien, wie wär der
> Wirkungsgrad denn bei 1200 C° ?
Die Grenzen liegen zur Zeit bei ca 970K.
Wie gesagt, der Wirkungsgrad steigt mit der maximal möglichen Temperatur.
Das selbe Problem haben auch Gasturbinen. Der Vorteil beim Diesel/Ottomotor liegt darin dass die hohen Verbrennungstemperaturen nur kurz anliegen und sich die Bauteile dann beim 4-Takter fast 2 Umdrehungen lang wieder erholen können befor die nächste Zündung kommt. So bleiben bei diesen Maschinen trotz sehr hoher Prozesstemperaturen die Thermischen Belastungen an den Bauteilen in erträglichen Grenzen.
Bei Gasturbinen oder auch beim Stirlingmotor brennt die Flamme ständig das heist stationär, was zwar eine gute Kontrolle der Verbrennung und damit niedrige Emmisionswerte bedeutet, aber die Bauteilbelastung enorm erhöht.
Da sämtlichen Wärmekraftmaschinen immer ein bestimmter Thermodynamischer Kreisprozess zugrunde liegt ist dadurch auch vorgegeben welchen Wirkungsgrad solche Maschinen theoretisch erreichen können.
Grundsätzlich gild aber für sämtliche Wärmemaschinen dass der Wirkungsgrad umso besser wird je höher die maximal möglichen Temperaturen und je höher die maximal zu erreichenden Drücke im Prozess sind.
So sind mit dem beim Ottomotor zugrundeliegenden Kreisprozess theoretisch höhere Wirkungsgrade möglich als beim Diesel. Weil aber der maximale Zylinderdruck unter anderem von der Klopffestigkeit des Kraftstoffes abhängig ist kann bei realen Motoren der Dieselmotor durch die höhere Verdichtung dieses Manko wieder mehr als wett machen.
Für den Stirlingmotor liegt die Grenze derzeit bei den schon erwähnten 970K und Spitzendrücken um die 170bar mit Helium als Prozessgas. Damit sind effektive Wirkungsgrade von ca 0.35 - 0.36 erreichbar.
Im Vergleich dazu erreichen moderne Grossdiesel Wirkungsgrade von ca. 0.58 -0.60
Gruss, René
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Ludwig Gebauer
Zündsicherung 22. Oktober 2004 21:43 |
Nu ja, Thermoelement einer Zündsicherung einer Truma-Gaslampe (Kommt absolut baugleich z.B. auch in Gasherden von Bosch-Siemens Hausgeräte (Bosch, Siemens, Constructa, Neff u.A.)) vor, Multimeter von C... (Nicht alle dort haben den hohen Eingangswiderstand!) und Spiritus-Dochtflamme, ca. 1,5 cm groß.
Da bei Leistungsanpassung die Spannung auf 50 % der Leerlaufspannung absinkt, wäre eine Reihenschaltung von ca. 100 derartigen Teile erforderlich, um die Betriebsspannung einer Leuchtdiode beizubringen.
Strom: Einfach mal mit regelbarem Labor-Netzteil und Vorwiderstand ausgemessen, bei welchem Strom das zugehörige Elektromagnetteil noch hält. Mindestens _den_ Strom muss das Thermoelement ja bringen. Wie sich leicht ausrechnen (Richtiger: Rechnerisch abschätzen) lässt, muss der Spulenwiderstand bei ca. 0,1 Ohm oder kleiner liegen.
MfG Ludwig
Da bei Leistungsanpassung die Spannung auf 50 % der Leerlaufspannung absinkt, wäre eine Reihenschaltung von ca. 100 derartigen Teile erforderlich, um die Betriebsspannung einer Leuchtdiode beizubringen.
Strom: Einfach mal mit regelbarem Labor-Netzteil und Vorwiderstand ausgemessen, bei welchem Strom das zugehörige Elektromagnetteil noch hält. Mindestens _den_ Strom muss das Thermoelement ja bringen. Wie sich leicht ausrechnen (Richtiger: Rechnerisch abschätzen) lässt, muss der Spulenwiderstand bei ca. 0,1 Ohm oder kleiner liegen.
MfG Ludwig
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RE: Petroleum-Motor 22. Oktober 2004 23:30 |
Moin,
und der Elektromotor liegt mit 0,85 ja wohl in einem
Bereich, wo die Verbrenner erst mal hinkommen müßen.....
Wo ja gleich die Frage aufkommt, selbst wenn der E-Motor
auf weit über 0,90 entwickelt würde, muß ja erst mal
der Strom dafür erzeugt werden.
Ganz schön kompliziert das alles,
Wie gut, das ich mit ein paar Pumpenhüben und ein wenig
Kleingeld, für Stunden helles Licht habe......
Danke für Deine Anregungen, die Fachbücher sind schon
vorgeholt.
Alexander
und der Elektromotor liegt mit 0,85 ja wohl in einem
Bereich, wo die Verbrenner erst mal hinkommen müßen.....
Wo ja gleich die Frage aufkommt, selbst wenn der E-Motor
auf weit über 0,90 entwickelt würde, muß ja erst mal
der Strom dafür erzeugt werden.
Ganz schön kompliziert das alles,
Wie gut, das ich mit ein paar Pumpenhüben und ein wenig
Kleingeld, für Stunden helles Licht habe......
Danke für Deine Anregungen, die Fachbücher sind schon
vorgeholt.
Alexander
