Projekt-Arbeit zum Profilkurs: 2pkmtfr
Inbetriebnahme und physikalische Analyse einen
selbstgebauten Stirlingmotor
Ⅰ
Ⅱ
vorgelegt von: Hamodi Aldeiri
PK-Lehrer: Volker Kleinschmidt
Zweitgutachterin: Angela Hoffmann
LK-Lehrer: Hamodi: Thorsten Meyer
Abgabetermin: 12.06.2022
1
,Inhaltsverzeichnis S
1. Einleitung
1.1 Vorwort................................................….............................................................3
1.2 Inhalte
1.2.1 Abbildungsverzeichnis..................…….......................................................4
1.2.2 Abkürzungsverzeichnis....…….......…..........................................................5
1.3 Motivation……………….......................................................................................6
1.3.1 Geschichte des Stirlingmotors...............….................................................7
1.4 Bauanleitung Stirlingmotor (der erste)
1.4.1 Materialien.............................................................................................8
1.4.2 Werkzeuge..........................................................................................9-10
1.4.3 Anleitung 1..........................................................................................11-14
1.5 Fehleranalyse des ersten Stirlingmotor…………………………………………….15
1.6. Bauanleitung Stirlingmotor 2 (der zweite)
1.6.1 Materialien..........................................................................................16-18
1.6.2 Werkzeuge............................................................................................19-21
1.6.3 Anleitung 2........................….................................................................22-26
1.7 Der Bau des Stirlingmotors...............................................................................27
2. Hauptteil
2.1 Theorie
2.1.1 Stirlingmotor Verschiedene Typen..........…................................................28
2.1.2 Stirlingmotor Funktionsweise......….......................................................29-30
2.1.3 Stirlingmotor Kreisprozess......…................................................................31
2.1.4 Thermischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors..…................................32-34
2.1.5 Mechanischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors...................................35-36
2.2 Rechnung
2.2.1 Thermischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors Berechnung....……...37-38
2.2.2 Mechanischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors Berchnung..............39-41
3 Schluss
3.1 Fazit und Ausblick...............................................................................…...........42
3.2 Quellen- und Literaturverzeichnis............................…..................................43-44
3.3 Festlegung der Prüfungsgruppen und des Themas für die Projektarbeit 2022..45
2
, Vorwort
Zuerst gebührt unser Dank Herr Kleinschmidt, der unsere Projektarbeit betreut und
begutachtet hat und der uns mit viel Geduld, Interesse und Hilfsbereitschaft zur Seite
stand. Bedanken möchten wir uns für die zahlreichen interessanten Debatten und
Ideen, die maßgeblich dazu beigetragen haben, dass diese Projektarbeit in dieser
Form zu Stande gekommen ist.
Ebenfalls möchten wir uns bei Frau Hoffmann bedanken, die uns während der
Anfertigung dieser Projektarbeit unterstützt und motiviert hat. Unser Dank gilt ihrer
Informationsbereitschaft und ihren interessanten Beiträgen und Antworten auf unsere
Fragen, auch außerhalb ihrer Arbeitszeiten.
Ⅰ
3
, Inhalte
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Stirlingmotor als Model
Abbildung 2: Schablone MDF-Platte
Abbildung 3: Schablone für Sperrholzplatte
Abbildung 4: Anfertigung Deckel
Abbildung 5: Die MDF-Platte
Abbildung 6: Das Papprohr
Abbildung 7: ø3mm-Welle
Abbildung 8: Schaumstoffzuschnitt
Abbildung 9: Federstahldraht
Abbildung 10: Handschuh
Abbildung 11: Aufsteckung der Zahnräder
Abbildung 12: Verdrängerkolben mit der Kurbelstange Verbindung
Abbildung 13: Stirlingmotor
Abbildung 14: MDF-Platte ist die Unterlage des Motors
Abbildung 15: Befestigung des DDR-Rohrs in der Platte
Abbildung 16: Befestigung der Deckel
Abbildung 17: Befestigung des Lineals
Abbildung 18: Befestigung der Dose
Abbildung 19: Vorbereitung des Verdrängerkolbens
Abbildung 20: Der Kühlzylinder und der Heizzylinder
Abbildung 21: Isolierung anhand einer dünnen Holzplatte
Abbildung 22: Nivea-Dose. ( Die Anfertigung fand im Haus des Handwerks statt )
Abbildung 23: Isolierung anhand Alufolie
Abbildung 24: Befestigung der L-Stahlplatte
Abbildung 25: Anfertigung der CDs
Abbildung 26: Verdrängerkolben Verbindung anhand Lüsterklemme
Abbildung 27: Anfertigung des Ringes
Abbildung 28: Mini Elektrische Motor
Abbildung 29: Der Stirlingmotor ist Startbreit
Abbildung 30: Der Heizzylinder
Abbildung 31: Der Kühlzylinder
Abbildung 32: Der Arbeitskolben
Abbildung 33: Der Verdrängerkolben
Abbildung 34: Das Schwungrad
Abbildung 35: Die Wärmequelle
Abbildung 36: Ein gesamter Vergleich zwischen unserem Stirlingmotor und eine
Skizze vom Alphagamma Stirlingmotor
Abbildung 37: Kolbenvergleich zwischen unserem Stirlingmotor und eine Skizze vom
Alphagamma Stirlingmotor
Abbildung 38: Stirlingmotor Kreisprozess
Abbildung 39: Messungen der Temperatur vor Ort
Abbildung 40: Werte aus Abb x in einer Zeit/Temperatur Tabelle
Abbildung 41: Maßen des Stirlingmotors für die Rechnung des Volumens
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Inbetriebnahme und physikalische Analyse einen
selbstgebauten Stirlingmotor
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vorgelegt von: Hamodi Aldeiri
PK-Lehrer: Volker Kleinschmidt
Zweitgutachterin: Angela Hoffmann
LK-Lehrer: Hamodi: Thorsten Meyer
Abgabetermin: 12.06.2022
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,Inhaltsverzeichnis S
1. Einleitung
1.1 Vorwort................................................….............................................................3
1.2 Inhalte
1.2.1 Abbildungsverzeichnis..................…….......................................................4
1.2.2 Abkürzungsverzeichnis....…….......…..........................................................5
1.3 Motivation……………….......................................................................................6
1.3.1 Geschichte des Stirlingmotors...............….................................................7
1.4 Bauanleitung Stirlingmotor (der erste)
1.4.1 Materialien.............................................................................................8
1.4.2 Werkzeuge..........................................................................................9-10
1.4.3 Anleitung 1..........................................................................................11-14
1.5 Fehleranalyse des ersten Stirlingmotor…………………………………………….15
1.6. Bauanleitung Stirlingmotor 2 (der zweite)
1.6.1 Materialien..........................................................................................16-18
1.6.2 Werkzeuge............................................................................................19-21
1.6.3 Anleitung 2........................….................................................................22-26
1.7 Der Bau des Stirlingmotors...............................................................................27
2. Hauptteil
2.1 Theorie
2.1.1 Stirlingmotor Verschiedene Typen..........…................................................28
2.1.2 Stirlingmotor Funktionsweise......….......................................................29-30
2.1.3 Stirlingmotor Kreisprozess......…................................................................31
2.1.4 Thermischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors..…................................32-34
2.1.5 Mechanischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors...................................35-36
2.2 Rechnung
2.2.1 Thermischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors Berechnung....……...37-38
2.2.2 Mechanischer Wirkungsgrad des Stirlingmotors Berchnung..............39-41
3 Schluss
3.1 Fazit und Ausblick...............................................................................…...........42
3.2 Quellen- und Literaturverzeichnis............................…..................................43-44
3.3 Festlegung der Prüfungsgruppen und des Themas für die Projektarbeit 2022..45
2
, Vorwort
Zuerst gebührt unser Dank Herr Kleinschmidt, der unsere Projektarbeit betreut und
begutachtet hat und der uns mit viel Geduld, Interesse und Hilfsbereitschaft zur Seite
stand. Bedanken möchten wir uns für die zahlreichen interessanten Debatten und
Ideen, die maßgeblich dazu beigetragen haben, dass diese Projektarbeit in dieser
Form zu Stande gekommen ist.
Ebenfalls möchten wir uns bei Frau Hoffmann bedanken, die uns während der
Anfertigung dieser Projektarbeit unterstützt und motiviert hat. Unser Dank gilt ihrer
Informationsbereitschaft und ihren interessanten Beiträgen und Antworten auf unsere
Fragen, auch außerhalb ihrer Arbeitszeiten.
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, Inhalte
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Stirlingmotor als Model
Abbildung 2: Schablone MDF-Platte
Abbildung 3: Schablone für Sperrholzplatte
Abbildung 4: Anfertigung Deckel
Abbildung 5: Die MDF-Platte
Abbildung 6: Das Papprohr
Abbildung 7: ø3mm-Welle
Abbildung 8: Schaumstoffzuschnitt
Abbildung 9: Federstahldraht
Abbildung 10: Handschuh
Abbildung 11: Aufsteckung der Zahnräder
Abbildung 12: Verdrängerkolben mit der Kurbelstange Verbindung
Abbildung 13: Stirlingmotor
Abbildung 14: MDF-Platte ist die Unterlage des Motors
Abbildung 15: Befestigung des DDR-Rohrs in der Platte
Abbildung 16: Befestigung der Deckel
Abbildung 17: Befestigung des Lineals
Abbildung 18: Befestigung der Dose
Abbildung 19: Vorbereitung des Verdrängerkolbens
Abbildung 20: Der Kühlzylinder und der Heizzylinder
Abbildung 21: Isolierung anhand einer dünnen Holzplatte
Abbildung 22: Nivea-Dose. ( Die Anfertigung fand im Haus des Handwerks statt )
Abbildung 23: Isolierung anhand Alufolie
Abbildung 24: Befestigung der L-Stahlplatte
Abbildung 25: Anfertigung der CDs
Abbildung 26: Verdrängerkolben Verbindung anhand Lüsterklemme
Abbildung 27: Anfertigung des Ringes
Abbildung 28: Mini Elektrische Motor
Abbildung 29: Der Stirlingmotor ist Startbreit
Abbildung 30: Der Heizzylinder
Abbildung 31: Der Kühlzylinder
Abbildung 32: Der Arbeitskolben
Abbildung 33: Der Verdrängerkolben
Abbildung 34: Das Schwungrad
Abbildung 35: Die Wärmequelle
Abbildung 36: Ein gesamter Vergleich zwischen unserem Stirlingmotor und eine
Skizze vom Alphagamma Stirlingmotor
Abbildung 37: Kolbenvergleich zwischen unserem Stirlingmotor und eine Skizze vom
Alphagamma Stirlingmotor
Abbildung 38: Stirlingmotor Kreisprozess
Abbildung 39: Messungen der Temperatur vor Ort
Abbildung 40: Werte aus Abb x in einer Zeit/Temperatur Tabelle
Abbildung 41: Maßen des Stirlingmotors für die Rechnung des Volumens
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