Reacties
Theo de Klerk
op
05 februari 2018 om 14:14
Je neemt een Stirling motor voor een PWS maar je hebt geen idee waar te beginnen... da's gek voor een PWS. Daarin neem je een (hopelijk voor jou interessant) onderwerp bij de kop en gaat dat uitzoeken.
Dus ook voor een Stirlingmotor. Al eens op internet of (ouderwets, maar werkt wel) in (encyclopedische) boeken gezocht?
Als internet startertje: https://en.wikipedia.org/wiki/Stirling_engine
Je geeft aan dat de motor blijkbaar werkt door variatie in T, P en V.
Dan hebben we het over gassen. Ooit bedacht dat de motor gebaseerd zou kunnen zijn op gedrag van gassen (die zich natuurkundig door de gaswet pV = nRT laten beschrijven)?
Kijk daar eens naar.
Dus ook voor een Stirlingmotor. Al eens op internet of (ouderwets, maar werkt wel) in (encyclopedische) boeken gezocht?
Als internet startertje: https://en.wikipedia.org/wiki/Stirling_engine
Je geeft aan dat de motor blijkbaar werkt door variatie in T, P en V.
Dan hebben we het over gassen. Ooit bedacht dat de motor gebaseerd zou kunnen zijn op gedrag van gassen (die zich natuurkundig door de gaswet pV = nRT laten beschrijven)?
Kijk daar eens naar.
Maarten
op
05 februari 2018 om 18:55
Beste Theo,
Het doel van het PWS was inderdaad om meer kennis te vergaren over de Stirling motor, ik begrijp ook hoe de motor werkt. De eigenlijk vraag die ik heb is: Hoe beschrijf je de werking van een Stirling motor in formule vorm? Excuses als dit niet duidelijk is. Ik zou graag doormiddel van natuurkundige formules willen kijken hoe ik mijn motor zou kunnen verbeteren.
In het geval van de formule pV = nRT, zou een verhoging van de T (in dit geval delta T) voor een hogere druk zorgen. Ik weet echter niet hoe je verrichte arbeid in de Stirling motor zou kunnen beschrijven in natuurkundige formules.
Met vriendelijke groet,
Maarten Voss
Het doel van het PWS was inderdaad om meer kennis te vergaren over de Stirling motor, ik begrijp ook hoe de motor werkt. De eigenlijk vraag die ik heb is: Hoe beschrijf je de werking van een Stirling motor in formule vorm? Excuses als dit niet duidelijk is. Ik zou graag doormiddel van natuurkundige formules willen kijken hoe ik mijn motor zou kunnen verbeteren.
In het geval van de formule pV = nRT, zou een verhoging van de T (in dit geval delta T) voor een hogere druk zorgen. Ik weet echter niet hoe je verrichte arbeid in de Stirling motor zou kunnen beschrijven in natuurkundige formules.
Met vriendelijke groet,
Maarten Voss
Theo de Klerk
op
04 maart 2018 om 11:12
Arbeid is energie die een systeem A verricht op de buitenwereld. Het verliest dan zelf die energie. De buitenwereld kan ook arbeid verrichten op het systeem: dan krijgt het die arbeid erbij. In het eerste geval duwt een gas bijv een zuiger weg, in het tweede geval wordt het gas van buiten af samengeperst.
W= Arbeid = kracht x weg = kracht x volume-afname/oppervlak = kracht/oppervlak x volume-afname = druk x volume-afname = pΔV
(W = F x s = F ΔH= F x Δ(LxBxH)/(LxB) = F/(LxB) x ΔV = p ΔV).
Als in een motor door de druk p van het gas een zuiger naar buiten geduwd wordt dan neemt het volume waarin het gas beweegt toe: ΔV. Door de zuiger ergens aan te bevestigen (bijv krukas) kan de zuiger de arbeid van het gas omzetten in mechanische energie (en er iets mee optillen W=mgΔh of versnellen W= ΔEkin = Δ( 1/2 mv2) =1/2m(veind2 - vbegin2).
Die druk kan ontstaan door gas op te warmen (je voert dan thermische energie toe en het gas krijgt meer energie) en die energie dan weer af te geven door het gas arbeid te laten verrichten door het te laten expanderen.
Het gas koelt af, is die warmte-energie weer kwijt. Met veel minder energie kan de buitenwereld het gas weer samenpersen. Dan voer je weer warmte toe, expansie, arbeid leveren (feitelijk thermische energie weer afstaan) enz.
Zo'n motor gaat steeds door dezelfde stappen (cyclus - zoek eens op "Carnot") en telkens wordt warmte van buiten toegevoerd en weer in mechanische energie afgestaan. De motor is niks anders dan een (niet zo efficiënte) energie-omvormer.
Voor elke stap gelden andere voorwaarden en andere vormen van een beperkt aantal gaswet-formules. Er is niet 1 allesomvattende wet.
W= Arbeid = kracht x weg = kracht x volume-afname/oppervlak = kracht/oppervlak x volume-afname = druk x volume-afname = pΔV
(W = F x s = F ΔH= F x Δ(LxBxH)/(LxB) = F/(LxB) x ΔV = p ΔV).
Als in een motor door de druk p van het gas een zuiger naar buiten geduwd wordt dan neemt het volume waarin het gas beweegt toe: ΔV. Door de zuiger ergens aan te bevestigen (bijv krukas) kan de zuiger de arbeid van het gas omzetten in mechanische energie (en er iets mee optillen W=mgΔh of versnellen W= ΔEkin = Δ( 1/2 mv2) =1/2m(veind2 - vbegin2).
Die druk kan ontstaan door gas op te warmen (je voert dan thermische energie toe en het gas krijgt meer energie) en die energie dan weer af te geven door het gas arbeid te laten verrichten door het te laten expanderen.
Het gas koelt af, is die warmte-energie weer kwijt. Met veel minder energie kan de buitenwereld het gas weer samenpersen. Dan voer je weer warmte toe, expansie, arbeid leveren (feitelijk thermische energie weer afstaan) enz.
Zo'n motor gaat steeds door dezelfde stappen (cyclus - zoek eens op "Carnot") en telkens wordt warmte van buiten toegevoerd en weer in mechanische energie afgestaan. De motor is niks anders dan een (niet zo efficiënte) energie-omvormer.
Voor elke stap gelden andere voorwaarden en andere vormen van een beperkt aantal gaswet-formules. Er is niet 1 allesomvattende wet.
