Könnte ein zwischengekühlter Flamelicker mit Split-Zyklus eine brauchbare Energiequelle gewesen sein?

Flammenlecker arbeiten, indem sie heiße Luft in einen Zylinder saugen und sich dann auf die Kühlung der Luft durch die Zylinderwand verlassen, um ein Teilvakuum zu erzeugen, um den Kolben zurückzuziehen.

siehe Videos

Könnte dieser Motorzyklus in einer alternativen Zeitlinie verbessert werden, indem der Einlasstakt und der Auslasstakt zwischen zwei getrennten Zylindern aufgeteilt werden. Der Ausgangstakt würde einen kleineren Zylinder verwenden, und zwischen den Zylindern wäre ein Ladeluftkühler.

Dies würde die Oberfläche vergrößern, die das Gas* kühlt, und das wiederholte Aufheizen und Abkühlen des Kolbens und der Zylinder reduzieren**.

Oder wurde dieser Motor bereits erfunden?

*Der Ladeluftkühler hätte eine viel größere Oberfläche als die Zylinder

**wie die frühen Dampfmaschinen

Derzeit wird Ihre Frage wahrscheinlich so abseits des Themas geschlossen, da es sich um ein physikalisches Problem handelt und nicht um ein weltbildendes. Sie können versuchen, den Wikipedia-Artikel über Sterling-Motoren zu lesen, um weitere Informationen zu den verfügbaren Designs zu erhalten.
@DonQualm Wenn die Frage so geändert wurde, dass sie einen Abschnitt enthält, in dem gefragt wird, ob die Zylinder aus Keramik hergestellt werden könnten * und ob dies für eine mittelalterliche Gesellschaft erreichbar sein könnte?; Wäre das eine akzeptable Frage? * da sie subatmosphärisch und komprimiert sind.

Antworten (1)

Im Wesentlichen haben Sie es mit ziemlich primitiven Heißluftmotoren zu tun, und die Aufteilung zwischen zwei Zylindern ähnelt den frühen Brayton "Ready Engines" . Tatsächlich wurden atmosphärische Motoren bereits im ersten Jahrhundert n. Chr. von Hero of Alexandria beschrieben, sodass diese Art von Technologie eine lange Geschichte hat.

Der begrenzende Faktor bei jeder Art von atmosphärischem Motor ist, dass es eine harte Obergrenze dafür gibt, wie viel Leistung Sie erzeugen können. Selbst wenn Sie irgendwie für ein perfektes Vakuum sorgen könnten, beträgt die maximale Kraft, die auf den Zylinder drückt, 15 PSI (101,325 kPa). Sie würden entweder eine unwahrscheinliche Anzahl von Zylindern oder wirklich große Zylinder benötigen, um eine signifikante Kraft zu erzeugen.

Das Hinzufügen zusätzlicher Stufen, wie Sie vorschlagen, würde den Wirkungsgrad etwas verbessern, aber es würden zusätzliche parasitäre Verluste durch die zusätzlichen Verbindungen und den Luftstrom durch die Zylinder und Wärmetauscher entstehen. Ohne das eigentliche Design ist es unmöglich zu berechnen, wie viel Verlust Sie bekommen werden, aber irgendwann ist es ziemlich sicher, dass die Verluste die potenziellen Gewinne überwiegen werden. Mit primitiven, handgefertigten Maschinen wird dies sehr schnell zu einem sehr großen Effekt.

Während es also möglich ist, atmosphärische Motoren zu bauen und zusätzliche Stufen hinzuzufügen, um die Effizienz zu erhöhen, wird es einen Punkt geben, an dem die zusätzliche Maschinerie tatsächlich mehr Leistung aus dem Motor zieht, als sie beiträgt. Sofern keine zwingende Notwendigkeit besteht, zusätzliche Leistung aus dem Motor zu gewinnen, legt die Wirtschaftlichkeit nahe, dass der Vorteil dem einfachsten Motor zugute kommt, der die Aufgabe erledigen kann, da er billiger zu bauen und zu betreiben ist.

Eine Sache, die dieses Design ansprechen würde, ist das Problem, den Flammenlecker auf größere Größen zu skalieren. In der ursprünglichen Konstruktion mit einem Zylinder skaliert das Volumen (und die Wärme im Inneren) des Zylinders mit der Kubik der Größe, während die Fläche der Zylinderwände nur mit dem Quadrat skaliert. Die Fähigkeit der Wände, die Luftladung zu kühlen, nimmt also ab, wenn der Motor wächst.