Varmluftmotor

(c) I, Moteur Stirling, CC BY-SA 3.0

Animation af en Beta Stirlingmotor design med Rhombic Drive.

Den første anvendelige varmluftmotor blev opfundet eller udviklet i 1816 af Reverend Robert Stirling – og hedder i dag en Stirlingmotor.

En varmluftmotor er en varmekraftmaskine, som kan konstrueres, så den kan anvendes som varmepumpe og/eller mekanisk generator.

En varmluftmotor virker ved at en gas (f.eks. luft, helium...) opvarmes og dermed udvider sig – og trækker sig sammen når det afkøles. Dette benyttes via stempler til at skubbe og trække i plejlstænger eller svingplader – og herved kan mekanisk energi udvindes.

I en termoakustisk varmluftmotor bliver gassen ikke flyttet via stempler, men virker ved at en trykbølge katalyserer opvarmning og afkøling afhængig af trykbølgens retning. Det mekaniske arbejde udvindes eller tilføres via en højttaler (evt. piezoelektrisk) eller et stempel – og fungerer derfor som arbejdsstempel.

Varmluftmotoren konverterer noget af den overførte varme mellem varmereservoirene til mekanisk bevægelse. Temperaturforskel mellem varmereservoirene indgår i formlen for virkningsgraden.

En varmluftmotors termodynamiske kredsproces kan (ideelt set) udgøres af 3 eller flere termodynamiske processer (typisk 4). De anvendte processer kan hver især være en af disse:

• isoterm proces (ved konstant temperatur, vedligeholdt med termisk varme tiføjet eller fjernet ved hjælp af en varmereservoir)
• isobar proces (ved konstant tryk)
• isochor proces (ved konstant rumfang)
• adiabatisk proces (ingen termisk varme tilføres eller fjernes fra arbejdsfluidet)
  • isentropisk proces (ingen termisk varme tilføres eller fjernes fra arbejdsfluidet – og entropien er konstant – det kaldes også en reversibel adiabatisk proces)^[1]
• isentalpisk proces (entalpien er konstant)

Her følger nogle eksempler:

Et eksempel mere på en varmluftmotor er Vuilleumier-varmepumpe.

Kilder/referencer

Wikimedia Commons har medier relateret til: Varmluftmotor