Vortex-Motor: Erstellen eines Feuertornados in Turbinen für mehr Energie

Von Fouad Sabry

Was ist ein Vortex-Motor

Die Idee eines Vortex-Motors, auch als atmosphärischer Vortex-Motor (AVE) bekannt, wurde sowohl von Norman Louat als auch von Louis M. Michaud. Sein Hauptziel ist es, die Verwendung riesiger physischer Schornsteine ​​durch eine kleinere, weniger kostspielige Struktur zu ersetzen, die einen Luftwirbel erzeugt. Die AVE ist für die Induktion von bodennahen Wirbeln verantwortlich, die letztendlich zur Bildung eines Wirbels führen, der einem natürlich vorkommenden Land- oder Wasserspeier entspricht.

Wie Sie davon profitieren

(I) Einblicke und Validierungen zu den folgenden Themen:

Kapitel 1: Vortex-Engine

Kapitel 2: Engine

Kapitel 3 : Strahltriebwerk

Kapitel 4: Turbine

Kapitel 5: Kraftwerk

Kapitel 6: Solaraufwindturm

Kapitel 7: Mesozyklon

Kapitel 8: Brayton-Zyklus

Kapitel 9: Solarthermie

Kapitel 10: Solarthermiekollektor

Kapitel 11: Energieturm (downdraft)

Kapitel 12: Verzeichnis meteorologischer Artikel

Kapitel 13: Liste der Energieressourcen

Kapitel 14: Luftgestützte Windenergie

Kapitel 15: Motoreffizienz

Kapitel 16: Unkonventionelle Windkraftanlagen

Kapitel 17: Energieturm (Begriffsklärung)

Kapitel 18: Atmosphärische Konvektion

Kapitel 19: Ventilator (Maschine)

Kapitel 20: S Sekundärströmung

Kapitel 21: Glossar der Meteorologie

(II) Beantwortung der häufigsten Fragen der Öffentlichkeit zum Wirbelmotor.

(III) Anwendungsbeispiele aus der Praxis von Vortex-Motoren in vielen Bereichen.

(IV) 17 Anhänge, um kurz 266 neue Technologien in jeder Branche zu erklären, um ein umfassendes 360-Grad-Verständnis der Technologien von Vortex-Motoren zu erhalten.

An wen richtet sich dieses Buch?

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten, Bastler und diejenigen, die über grundlegende Kenntnisse oder Informationen für jede Art von Vortex-Motor hinausgehen möchten. p>

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 18. Okt. 2022

Buchvorschau

Urheberrecht

Vortex Engine Copyright © 2022 von Fouad Sabry. Alle Rechte vorbehalten.

Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf in irgendeiner Form oder mit elektronischen oder mechanischen Mitteln, einschließlich Informationsspeicher- und -abrufsystemen, ohne schriftliche Genehmigung des Autors reproduziert werden. Die einzige Ausnahme ist ein Rezensent, der kurze Auszüge in einer Rezension zitieren kann.

Cover entworfen von Fouad Sabry.

Dieses Buch ist ein Werk der Fiktion. Namen, Charaktere, Orte und Ereignisse sind entweder Produkte der Phantasie des Autors oder werden fiktiv verwendet. Jede Ähnlichkeit mit realen Personen, lebenden oder toten, Ereignissen oder Schauplätzen ist völlig zufällig.

Bonus

Sie können eine E-Mail an [e-mail] mit dem Betreff Vortex Engine: Creating a fire tornado into turbines for more energy senden und Sie erhalten eine E-Mail mit den ersten Kapiteln dieses Buches.

Fouad Sabry

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www.1BKOfficial.org

Vorwort

Warum habe ich dieses Buch geschrieben?

Die Geschichte des Schreibens dieses Buches begann 1989, als ich Schüler der Secondary School of Advanced Students war.

Es ist bemerkenswert wie die STEM-Schulen (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik), die jetzt in vielen fortgeschrittenen Ländern verfügbar sind.

STEM ist ein Lehrplan, der auf der Idee basiert, Schüler in vier spezifischen Disziplinen - Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik - in einem interdisziplinären und angewandten Ansatz auszubilden. Dieser Begriff wird typischerweise verwendet, um eine Bildungspolitik oder eine Lehrplanwahl in Schulen anzusprechen. Es hat Auswirkungen auf die Entwicklung der Arbeitskräfte, nationale Sicherheitsbedenken und die Einwanderungspolitik.

Es gab eine wöchentliche Klasse in der Bibliothek, in der jeder Schüler jedes Buch frei wählen und 1 Stunde lang lesen kann. Ziel des Kurses ist es, die Schüler zu ermutigen, andere Fächer als den Lehrplan zu lesen.

In der Bibliothek, während ich mir die Bücher in den Regalen ansah, bemerkte ich riesige Bücher, insgesamt 5.000 Seiten in 5 Teilen. Der Buchname ist The Encyclopedia of Technology, der alles um uns herum beschreibt, vomabsoluten Nullpunkt bis zu Halbleitern, fast jede Technologie wurde damals mit bunten Illustrationen und einfachen Worten erklärt. Ich fing an, die Enzyklopädie zu lesen, und natürlich konnte ich sie nicht in der 1-stündigen wöchentlichen Klasse beenden.

Also überzeugte ich meinen Vater, die Enzyklopädie zu kaufen. Mein Vater kaufte am Anfang meines Lebens alle technischen Werkzeuge für mich, den ersten Computer und die erste Technologie-Enzyklopädie, und beide haben einen großen Einfluss auf mich und meine Karriere.

Ich habe die gesamte Enzyklopädie in den Sommerferien dieses Jahres fertiggestellt, und dann begann ich zu sehen, wie das Universum funktioniert und wie man dieses Wissen auf alltägliche Probleme anwendet.

Meine Leidenschaft für die Technologie begann vor mehr als 30 Jahren und immer noch geht die Reise weiter.

Dieses Buch ist Teil von The Encyclopedia of Emerging Technologies, was mein Versuch ist, den Lesern die gleiche erstaunliche Erfahrung zu geben, die ich in der High School hatte, aber anstelle von Technologien des 20. Jahrhunderts  interessiere ich mich mehr für die aufkommenden Technologien, Anwendungen und Branchenlösungen des 21. Jahrhunderts.

The Encyclopedia of Emerging Technologies wird aus 365 Büchern bestehen, jedes Buch wird sich auf eine einzelne aufkommende Technologie konzentrieren. Sie können die Liste der neuen Technologien und ihre Kategorisierung nach Branchen im Teil von Coming Soon am Ende des Buches lesen.

365 Bücher, um den Lesern die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen über eine einzige aufstrebende Technologie jeden Tag im Laufe eines Jahres zu erweitern.

Einleitung

Wie habe ich dieses Buch geschrieben?

In jedem Buch von The Encyclopedia of Emerging Technologies versuche ich, sofortige, rohe Sucheinblicke direkt aus den Köpfen der Menschen zu erhalten und ihre Fragen über die aufkommende Technologie zu beantworten.

Es gibt jeden Tag 3 Milliarden Google-Suchanfragen, von denen 20% noch nie zuvor gesehen wurden. Sie sind wie ein direkter Draht zu den Gedanken der Menschen.

Manchmal ist das Wie entferne ich Papierstaus. In anderen Fällen sind es die schmerzhaften Ängste und geheimen Sehnsüchte, die sie immer nur mit Google teilen würden.

In meinem Bestreben, eine unerschlossene Goldgrube an Content-Ideen über Vortex Engine zu entdecken, benutze ich viele Tools, um Autocomplete-Daten von Suchmaschinen wie Google zu hören, und kurbele dann schnell jede nützliche Phrase und Frage heraus, die die Leute um das Schlüsselwort Vortex Engine stellen.

Es ist eine Goldgrube an Menscheneinblicken, die ich nutzen kann, um frische, äußerst nützliche Inhalte, Produkte und Dienstleistungen zu erstellen. Die freundlichen Menschen, wie Sie, wollen es wirklich.

Personensuchen sind der wichtigste Datensatz, der jemals über die menschliche Psyche gesammelt wurde. Daher ist dieses Buch ein Live-Produkt und wird ständig durch immer mehr Antworten auf neue Fragen zu Vortex Engine aktualisiert, die von Leuten wie Ihnen und mir gestellt werden, die sich über diese neue aufkommende Technologie wundern und mehr darüber erfahren möchten.

Der Ansatz beim Schreiben dieses Buches besteht darin, ein tieferes Verständnis dafür zu erlangen, wie Menschen in Vortex Engine suchen, Fragen und Fragen zu enthüllen, die ich nicht unbedingt aus dem Kopf heraus denken würde, und diese Fragen in super einfachen und verdaulichen Worten zu beantworten und das Buch auf einfache Weise zu navigieren.

Wenn es darum geht, dieses Buch zu schreiben, habe ich darauf geachtet, dass es so optimiert und zielgerichtet wie möglich ist. Dieser Buchzweck ist es, den Menschen zu helfen, ihr Wissen über Vortex Engine weiter zu verstehen und zu erweitern. Ich versuche, die Fragen der Menschen so genau wie möglich zu beantworten und viel mehr zu zeigen.

Es ist eine fantastische und schöne Möglichkeit, Fragen und Probleme der Menschen zu erforschen und sie direkt zu beantworten und dem Inhalt des Buches Einsicht, Bestätigung und Kreativität hinzuzufügen - sogar Pitches und Vorschläge. Das Buch deckt reiche, weniger überfüllte und manchmal überraschende Forschungsbereiche auf, die ich sonst nicht erreichen würde. Es besteht kein Zweifel, dass erwartet wird, dass es das Wissen der potenziellen Leser erweitert, nachdem das Buch mit diesem Ansatz gelesen wurde.

Ich habe einen einzigartigen Ansatz angewendet, um den Inhalt dieses Buches immer frisch zu machen. Dieser Ansatz hängt davon ab, den Köpfen der Menschen zuzuhören, indem die Suchwerkzeuge verwendet werden. Dieser Ansatz hat mir geholfen:

Treffen Sie die Leser genau dort, wo sie sind, damit ich relevante Inhalte erstellen kann, die einen Nerv treffen und mehr Verständnis für das Thema schaffen.

Bleiben Sie am Puls der Zeit, damit ich Updates erhalten kann, wenn die Leute auf neue Weise über diese aufkommende Technologie sprechen, und Trends im Laufe der Zeit überwachen kann.

Entdecken Sie verborgene Schätze von Fragen, die Antworten auf die aufkommende Technologie benötigen, um unerwartete Einblicke und versteckte Nischen zu entdecken, die die Relevanz des Inhalts erhöhen und ihm einen entscheidenden Vorteil verschaffen.

Der Baustein für das Schreiben dieses Buches umfasst Folgendes:

(1) Ich habe aufgehört, die Zeit mit Bauchgefühl und Vermutungen über die von den Lesern gewünschten Inhalte zu verschwenden, den Buchinhalt mit dem gefüllt, was die Leute brauchen, und mich von den endlosen Inhaltsideen verabschiedet, die auf Spekulationen basieren.

(2) Ich habe solide Entscheidungen getroffen und bin weniger Risiken eingegangen, um in der ersten Reihe zu sehen, was die Leute lesen und wissen wollen - in Echtzeit - und Suchdaten zu verwenden, um mutige Entscheidungen darüber zu treffen, welche Themen aufgenommen und welche ausgeschlossen werden sollen.

(3) Ich habe meine Content-Produktion optimiert, um Content-Ideen zu identifizieren, ohne einzelne Meinungen manuell durchsuchen zu müssen, um Tage und sogar Wochen Zeit zu sparen.

Es ist wunderbar, den Menschen zu helfen, ihr Wissen auf einfache Weise zu erweitern, indem sie nur ihre Fragen beantworten.

Ich denke, der Ansatz, dieses Buch zu schreiben, ist einzigartig, da es die wichtigen Fragen sammelt und verfolgt, die von den Lesern in Suchmaschinen gestellt werden.

Bestätigungen

Ein Buch zu schreiben ist schwieriger als ich dachte und lohnender, als ich es mir jemals hätte vorstellen können. Nichts davon wäre ohne die Arbeit renommierter Forscher möglich gewesen, und ich möchte ihre Bemühungen würdigen, das Wissen der Öffentlichkeit über diese neue Technologie zu verbessern.

Widmung

Für die Erleuchteten, diejenigen, die die Dinge anders sehen und wollen, dass die Welt besser wird - sie mögen den Status quo oder den bestehenden Staat nicht. Du kannst ihnen zu sehr widersprechen, und du kannst noch mehr mit ihnen streiten, aber du kannst sie nicht ignorieren, und du darfst sie nicht unterschätzen, weil sie immer Dinge verändern ... Sie treiben die menschliche Rasse voran, und während einige sie als die Verrückten oder Amateure betrachten, sehen andere Genie und Innovatoren, weil diejenigen, die erleuchtet genug sind, um zu denken, dass sie die Welt verändern können, diejenigen sind, die es tun und die Menschen zur Aufklärung führen.

Epigraph

Die Idee eines Wirbelmotors, auch bekannt als atmosphärischer Wirbelmotor (AVE), wurde separat von Norman Louat und Louis M. Michaud entwickelt. Sein Hauptziel ist es, die Verwendung riesiger physischer Schornsteine durch eine kleinere, kostengünstigere Struktur zu ersetzen, die einen Luftwirbel erzeugt. Das AVE ist verantwortlich für die Induktion von bodennahen Wirbeln, die letztendlich zur Bildung eines Wirbels führen, der analog zu einem natürlich vorkommenden Landspeier oder Wasserspeier ist.

Inhaltsverzeichnis

Urheberrecht

Bonus

Vorwort

Einleitung

Bestätigungen

Widmung

Epigraph

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1: Vortex-Motor

Kapitel 2: Motor

Kapitel 3: Düsentriebwerk

Kapitel 4: Kraftwerk

Kapitel 5: Kraftwerk

Kapitel 6: Mesozyklon

Kapitel 7: Brayton-Zyklus

Kapitel 8: Solarthermie

Kapitel 9: Druckluftfahrzeuge

Kapitel 10: Energieturm (Abwind)

Kapitel 11: Index der meteorologischen Artikel

Kapitel 12: Liste der Energieressourcen

Kapitel 13: Windenergie in der Luft

Kapitel 14: Fesselballon

Kapitel 15: Unkonventionelle Windkraftanlagen

Kapitel 16: Angebundenes Aerostat-Radarsystem

Kapitel 17: Atmosphärische Konvektion

Kapitel 18: Lüfter (Maschine)

Kapitel 19: Sekundärstrom

Kapitel 20: Energieentwicklung

Kapitel 21: Glossar der Meteorologie

Epilog

Über den Autor

Demnächst

Anhänge: Neue Technologien in jeder Branche

Kapitel 1: Vortex-Motor

Die Idee eines Wirbelmotors, auch bekannt als atmosphärischer Wirbelmotor (AVE), wurde ursprünglich von Norman Louat vorgestellt. Das Ziel dieses Konzepts ist es, massive physische Schornsteine durch einen Luftwirbel zu ersetzen, der durch eine Struktur gebildet wird, die kürzer und kostengünstiger ist. Das AVE ist verantwortlich für die Induktion von bodennahen Wirbeln, die letztendlich zu einem Wirbel führen, der analog zu einem natürlich vorkommenden Landspeier oder Wasserspeier ist.

Nach den Ansprüchen in Michauds Patent besteht die wichtigste Anwendung darin, dass der Luftstrom durch die Lamellen an der Basis langsam laufende Luftturbinen antreibt. Diese Turbinen werden zwanzig Prozent mehr Strom aus der Wärme erzeugen, die typischerweise von konventionellen Kraftwerken verschwendet wird. Das heißt, der Bodenbildungszyklus ist die vorgeschlagene Hauptanwendung für den Wirbelmotor und ist für den Einsatz in großen Kraftwerken vorgesehen, die Kühltürme benötigen.

Der Zweck der Anmeldung, die Louat in seinen Patentansprüchen vorschlägt, besteht darin, einen kostengünstigeren Ersatz für einen herkömmlichen Solaraufwindturm bereitzustellen. In dieser speziellen Nutzung wird die Wärme von einer riesigen Bodenfläche geliefert, die von der Sonne erwärmt und mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung bedeckt ist, die in der Art eines Gewächshauses heiße Luft einfängt. Umlenkschaufeln, die in einem Winkel relativ zur Tangente des äußeren Radius des Sonnenkollektors positioniert sind, führen zur Bildung eines Wirbels. Nach Louats Berechnungen müsste der Durchmesser des Sonnenkollektors mindestens 44 Meter betragen, damit er Nutzenergie sammeln kann. Ein weiterer Vorschlag in dieser Richtung ist die Abschaffung der durchsichtigen Abdeckung. Erhitzte Luft oder Wasser von der Erdoberfläche würde in diesem Plan verwendet werden, um den Schornsteinwirbel anzutreiben, und das warme Wasser oder die warme Luft würde aus dem Ozean kommen. Aus diesem Blickwinkel betrachtet, hat die Anwendung eine auffallende Ähnlichkeit mit einem Staubteufel und verfügt über eine Luftturbine im Kern.

Diese Technik wurde auch von Ninic und Nizetic entwickelt, zwei kroatischen Forschern, die an der Fakultät für Elektrotechnik, Maschinenbau und Schiffbau der Universität Split arbeiten. Sie begannen ihre Arbeit daran im Jahr 2000.

(dies betrifft hauptsächlich das Patent von Michaud)

Während des Betriebs nutzt der Wirbel die Zentripetalkraft, um schwerere, kältere Luft aus der Umgebung zu drücken (37), was zur Bildung eines riesigen, mit heißer Luft gefüllten Niederdruckschornsteins führt (35). Um seine Luftbewegung anzutreiben, nutzt er rund zwanzig Prozent der Abwärme eines Kraftwerks. Je nach Wetter kann eine große Station einen virtuellen Schornstein bauen, der zwischen 200 Meter und 15 Kilometer hoch ist. Dies ermöglicht eine effektive Ableitung von Abwärme aus Kraftwerken in die kühlere obere Atmosphäre mit geringen baulichen Anforderungen.

Um die Bildung des Wirbels einzuleiten, wird kurzzeitig eine diffuse Heizung (83) aktiviert, und die Turbinen (21) werden elektrisch angetrieben, um als Ventilatoren zu wirken. Dadurch wird nur geringfügig erwärmte Luft in die Wirbelarena gedrückt (2). Aufgrund der erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass sich die Luft mit der kalten Umgebungsluft vermischt und der Wirkungsgrad nachlässt, kann der Temperaturunterschied zwischen den beiden Luftarten nur sehr gering sein. Es ist möglich, dass Rauchgase, Turbinenabgase oder vielleicht winzige Erdgasheizungen die Wärme liefern.

Der Druck im Stadion beginnt zu steigen (35). Dadurch entsteht durch den erhöhten Luftstrom (33, 34), der über die Richtlamellen (3, 5) gezogen wird, ein Wirbel. (35). In den ersten Phasen werden die Außenlamellen geöffnet, um den Außenluftstrom so wenig wie möglich einzuschränken (31). (25). Der überwiegende Teil der Wärmeenergie wird zunächst verwendet, um den Wirbel auszulösen.

Während der anschließenden Phase des Anlaufvorgangs kann die Heizung (83) ausgeschaltet werden, und Jalousien können verwendet werden, um die Turbinen zu umgehen (21). (25). Zu diesem Zeitpunkt treibt die von einem externen Motor bei niedriger Temperatur kommende Wärme den Aufwind und den Wirbel über die Verwendung eines typischen Querkühlturms an (61).

Die Geschwindigkeit des Wirbels wird steigen, da die Luft schneller aus den Lamellen (3, 5) entweichen wird. Aufgrund der Luftbewegung wird die Luft im Wirbel Zentrifugalkräften ausgesetzt, die zu einem Druckabfall und einer weiteren Verengung des Wirbels führen. Die Geschwindigkeit des Wirbels wird weiter zunehmen, wenn er enger wird, weil die Erhaltung des Impulses ihn dazu bringt, sich schneller zu drehen. Die Geschwindigkeit der Luft, wenn sie die Lamellen verlässt (33, 34) und die Breite der Arena tragen beide zur Gesamtgeschwindigkeit des Spins bei (2). Ein schnellerer und konzentrierterer Wirbel wird durch eine größere Arena und eine schnellere Lamellengeschwindigkeit erzeugt.

Der quer gelaufene Kühlturm (61) liefert die Quelle der erwärmten Luft (33, 34), die dann durch zwei Ringe von Richtlamellen (3, 5, zur Verdeutlichung übertriebene Höhe) strömt, bevor sie in die Betonwirbelarena (2) eintritt. (35). Das Niederdruckende des Wirbels ist durch den oberen Ring aus Lamellen (5) hermetisch verschlossen, wodurch ein dicker, sich etwas schnell bewegender Luftschleier entsteht (34). Dies führt zu einem signifikanten Anstieg der Druckdifferenz, die zwischen dem Zentrum des Wirbels (33) und der Umgebungsluft (31) besteht. Dies wiederum führt zu einer Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Leistungsturbinen (21).

Große Luftmengen werden durch den unteren Ring aus Lamellen, die jeweils drei Schaufeln haben, nahezu direkt in das Niederdruckende des Wirbels geleitet. Da sich die Luft, die aus dem unteren Ring der Lamellen (3) kommt, langsamer dreht und daher geringere Zentripetalkräfte und einen größeren Druck am Wirbel aufweist, ist der untere Ring der Lamellen (3) unerlässlich, um große Massenströme zu erzielen.

Elektromotorgeneratoren werden von luftbetriebenen Turbinen (21) angetrieben, die sich innerhalb von Verengungen am Einlass des Kühlturms (61) befinden. Erst in den letzten Phasen des Anlaufprozesses beginnen die Generatoren zu arbeiten, was durch die Bildung eines signifikanten Druckunterschieds zwischen der Basis der Wirbelarena (33) und der Luft in der Umgebung (31) verursacht wird. Derzeit befinden sich die Umgehungslamellen (25) in geschlossenen Positionen.

Da sie die Luftbewegung mit niedriger Geschwindigkeit (33) an der Basis der Arena schützen und turbulente Luftströme glätten, können die Wand (1) und die Bodenwelle (85) die Basis des Wirbels (35) auch dann an Ort und Stelle halten, wenn die umgebenden Winde wehen. Damit der Wirbel eingedämmt wird, wenn die Windgeschwindigkeit und -richtung typisch sind, muss die Höhe der Wand (1) zwischen dem Fünf- und Dreißigfachen der Höhe der Lamellen (3, 5) liegen.

Die projizierte Höchstgeschwindigkeit der Wirbelbasis (33) beträgt nahe 3 Meter pro Sekunde (10 Fuß pro Sekunde). Dies wurde getan, um sowohl den Verschleiß der Arena (2) als auch Sicherheitsbedenken zu kontrollieren. Der resultierende Wirbel sollte eher einem riesigen, trägen Staubteufel aus Wassernebel ähneln als einem mächtigen Tornado. Es ist möglich, dass an weniger besiedelten Orten höhere Geschwindigkeiten zugelassen werden, so dass der Wirbel an Orten mit stärkeren Umgebungswinden bestehen bleibt.

Wenn der Motor startet, sind die meisten der namenlosen nummerierten Komponenten eine Anordnung von internen Lamellen und Wasserpumpen, die Luftgeschwindigkeiten und Temperatur steuern sollen.

Frühe Forschungen zeigten, dass es nicht ganz klar war, ob dies aufgrund der Störung des Wirbels durch Seitenwinde möglich war oder nicht.

Laut der Patentanmeldung, die Michaud eingereicht hatte, wurde die Idee zunächst mit einem benzinbetriebenen 50 cm Feuerwirbel prototypisiert.

Durch eine Anschubfinanzierung des OCE-Zentrums für Energie untersucht das Windkanallabor der University of Western Ontario die Dynamik einer Ein-Meter-Version von Michauds Wirbelmotor.

Der Begriff Vortex-Motor bezieht sich auch auf eine neue Art von Verbrennungsmotor.

{Ende Kapitel 1}

Kapitel 2: Motor

Ein Mechanismus, der eine oder mehrere Energiequellen in mechanische Energie umwandeln soll, wird als Motor oder Motor bezeichnet.

Potentielle Energie, auch bekannt als die Energie, die aus dem Schwerefeld der Erde gewonnen und zur Erzeugung von Wasserkraft verwendet werden kann; Wärmeenergie, auch bekannt als Geothermie; chemische Energie; elektrisches Potential; und Kernenergie sind Beispiele für verfügbare Energiequellen (aus Kernspaltung oder Kernfusion). Wärme wird durch eine Reihe dieser Prozesse als Zwischenenergiequelle erzeugt; Daher sind Wärmekraftmaschinen von besonderer Bedeutung. Einige natürlich vorkommende Mechanismen, wie atmosphärische Konvektionszellen, sind dafür verantwortlich, Wärme aus der Umgebung in Bewegung umzuwandeln (z.B. in Form von aufsteigenden Luftströmungen). Mechanische Energie ist besonders wichtig im Transportsektor, spielt aber auch eine wichtige Rolle in einer Vielzahl von Industriebetrieben, darunter Schneiden, Mahlen, Zerkleinern und Mischen.

Mehrere verschiedene thermodynamische Mechanismen werden von mechanischen Wärmekraftmaschinen verwendet, um Wärme in Arbeit umzuwandeln. Der Verbrennungsmotor ist vielleicht das häufigste Beispiel für eine chemische Wärmekraftmaschine. Bei diesem Motortyp verursacht die bei der Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugte Wärme eine schnelle Druckbeaufschlagung der gasförmigen Verbrennungsprodukte im Brennraum. Dadurch dehnen sich die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus, was wiederum einen Kolben antreibt, der wiederum eine Kurbelwelle dreht. Ein Reaktionstriebwerk, wie ein Düsentriebwerk, erzeugt Schub, indem es die Reaktionsmasse gemäß Newtons drittem Bewegungsgesetz ausstößt. Dies steht im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, die durch die Verbrennung von Kraftstoff Schub erzeugen.

Neben Wärmekraftmaschinen gibt es drei weitere Arten von Motoren: Elektromotoren, pneumatische Motoren und Uhrwerkmotoren in Aufziehspielzeug. Elektromotoren wandeln elektrische Energie in mechanische Bewegung um; pneumatische Motoren nutzen Druckluft; Und Uhrwerkmotoren in Aufziehspielzeug verwenden elastische Energie. Molekulare Motoren, wie Myosine in Muskeln, sind verantwortlich für die Erzeugung von Kräften und schließlich Bewegung in biologischen Systemen. Diese Motoren werden mit chemischer Energie angetrieben (ein chemischer Motor, aber keine Wärmekraftmaschine).

Luft wird als Bestandteil der Kraftstoffreaktion in chemischen Wärmekraftmaschinen verwendet, die als luftatmende Motoren bezeichnet werden. Es gibt Superoxidationsmittel, die für den Einsatz in Raketen geeignet sind, wie Fluor, das ein stärkeres Oxidationsmittel als Sauerstoff selbst ist. Alternativ muss die Anwendung Wärme durch nicht-chemische Mittel gewinnen, beispielsweise durch Kernreaktionen. Chemische Wärmekraftmaschinen, die für den Betrieb außerhalb der Erdatmosphäre ausgelegt sind, wie Raketen und tief untergetauchte U-Boote, müssen eine zusätzliche Brennstoffkomponente tragen, die als Oxidationsmittel bekannt ist.

Abgase entstehen bei allen Wärmekraftmaschinen, die chemisch betrieben werden.

Die umweltfreundlichsten Motoren geben lediglich Wasser ab.

In den meisten Fällen bedeutet strikte Null-Emissionen, dass es keine anderen Emissionen als Wasser und Wasserdampf gibt.

Nach einer strengen Definition sind die einzigen Wärmekraftmaschinen, die null Emissionen erreichen können, diejenigen, die nur reinen Wasserstoff (als Kraftstoff) und reinen Sauerstoff (das Oxidationsmittel), eine bestimmte Art von Raketentriebwerk, verbrennen.

Wenn Wasserstoff zusammen mit Luft verbrannt wird, wird das Produkt als Wasserstoffoxid (alle luftatmenden Motoren) bezeichnet, eine Nebenreaktion zwischen Luftsauerstoff und Luftstickstoff tritt auf, was zu geringenNO-x-Emissionen führt, die sich auch bei sehr niedrigen Dosen negativ auswirken.

Wenn ein Kohlenwasserstoff als Brennstoff verwendet wird, wie Alkohol oder Benzin, entsteht Kohlenwasserstoffrauch, große MengenCO2 werden emittiert, ein starkes Treibhausgas.

Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft können durch eine Brennstoffzelle ohne Seitenproduktion von NOx zu Wasser umgesetzt werden, dies ist jedoch keine Wärmekraftmaschine, sondern ein elektrochemischer Motor.

Der Begriff Motor stammt vom altfranzösischen Wort engin, das vom lateinischen Wort ingenium abgeleitet ist, das auch der Ursprung des Wortes genial ist. Das Wissen, wie man vorindustrielle Kriegswaffen wie Katapulte, Trebuchets und Rammböcke herstellt, wurde manchmal als militärisches Geheimnis angesehen und als Belagerungsmaschinen bezeichnet. Beispiele für diese Art von Waffen sind Katapulte, Trebuchets und Rammböcke. Der Begriff Motor könnte mit Gin abgekürzt werden, wie in Baumwollentkörnung. Der Begriff Motor wurde verwendet, um sich auf die Mehrheit der mechanischen Geräte zu beziehen, die während der industriellen Revolution entwickelt wurden; Die Dampfmaschine ist ein berühmtes Beispiel. Auf der anderen Seite waren die ersten Dampfmaschinen, wie die von Thomas Savery erfundenen, keine mechanischen Maschinen, sondern Pumpen. In diesem Sinne war ein Feuerwehrauto in seiner ursprünglichen Form nichts anderes als eine Wasserpumpe, und Pferde wurden verwendet, um den Motor zum Brandort zu bringen. Die Benzin- und Dieselmotoren, die in Automobilen verwendet werden, sind zwei Arten von Motoren, die Beispiele für Motoren sind, die ein Drehmoment ausüben. Turbowellen sind eine andere Art von Motor. Raketen und Turbofans sind zwei Arten von Triebwerken, die Beispiele für solche sind, die Schub erzeugen.

Als der Verbrennungsmotor zum ersten Mal entwickelt wurde, wurde er als Motor bezeichnet, um ihn von der Dampfmaschine zu unterscheiden, die zu dieser Zeit die vorherrschende Antriebsart war und Lokomotiven und andere Fahrzeugtypen wie Dampfwalzen mit Strom versorgte. Das Wort Motor kommt vom lateinischen Verb moto, was in Bewegung setzen oder in Bewegung halten bedeutet. Das englische Wort motor stammt von diesem lateinischen Verb. Daher wird ein Gerät, das Bewegung gibt, als Motor bezeichnet.

Im richtigen englischen Gebrauch sind die Begriffe Motor und Motor austauschbar. Der Name Raketenmotor wird jedoch in der Raketentechnik verwendet, obwohl Raketenmotoren Treibstoff benötigen.

Eine Wärmekraftmaschine kann auch als Antriebsmaschine fungieren, die die Komponente einer Maschine ist, die die kinetische Energie des Flusses oder der Druckänderungen einer Flüssigkeit in mechanische Energie umwandelt.

Die Keule und das Ruder sind beide Beispiele für hebelbasierte Maschinen und stammen aus der Antike. In der Antike wurden kompliziertere Maschinen durch menschliche Kraft, Tierkraft, Wasserkraft, Windkraft und sogar Dampfkraft angetrieben. Die menschliche Kraft wurde durch den Einsatz einfacher Motoren wie dem Capstan, der Ankerwinde oder dem Laufband sowie durch die Verwendung von Seilen, Riemenscheiben und Block- und Angelanordnungen konzentriert; Diese Kraft wurde typischerweise übertragen, wobei die Kräfte multipliziert wurden, während die Geschwindigkeit verlangsamt wurde. Im antiken Griechenland wurden sie beim Bau von Kränen und an Bord von Schiffen verwendet. Im alten Rom wurden sie beim Bau von Minen, Wasserpumpen und Belagerungsmaschinen verwendet. Die Autoren, die in dieser Zeit lebten, wie Vitruv, Frontinus und Plinius der Ältere, beschreiben diese Motoren als allgegenwärtig; Daher könnte ihre Entwicklung viel weiter in der Geschichte stattgefunden haben. Im ersten Jahrhundert unserer Zeitrechnung (AD) wurden Rinder und Pferde zum Antrieb von Mühlen verwendet, die mit Maschinen vergleichbar waren, die in früheren Perioden von Menschen angetrieben wurden.

Im ersten Jahrhundert v. Chr. wurde laut Strabo in der Stadt Kaberia, die sich im Königreich Mithridates befand, eine mit Wasser betriebene Mühle gebaut. Im Laufe der nächsten Jahrhunderte erstreckte sich die Verwendung von Wasserrädern in Mühlen über das Römische Reich. Einige von ihnen waren ziemlich kompliziert; Dazu gehörten Aquädukte, Dämme und Schleusen, um den Wasserfluss zu kontrollieren und sein Niveau zu halten, sowie Systeme von Zahnrädern oder Zahnrädern aus Holz und Metall, um die Geschwindigkeit zu kontrollieren, mit der sich das Wasser drehte. Aufwendigere und ausgefeiltere Miniaturmaschinen wie der Antikythera-Mechanismus verwendeten komplizierte Zahnradzüge und Zifferblätter, um als Kalender zu fungieren oder himmlische Ereignisse vorherzusehen. Diese Geräte wurden auch als Mikrolithik bezeichnet. Eine Säge zum Schneiden von Steinen, die vom Wasser angetrieben wurde, wird in einem Gedicht von Ausonius im vierten Jahrhundert n. Chr. erwähnt. Viele dieser wind- und dampfbetriebenen Geräte waren mit der Religion verbunden, wie animierte Altäre und automatisierte Tempeltüren. Hero of Alexandria wird die Erfindung vieler dieser Maschinen im 1. Jahrhundert n. Chr. zugeschrieben, darunter der Aeolipile und der Verkaufsautomat.

Dämme waren eine Quelle der Wasserkraft, die von mittelalterlichen muslimischen Ingenieuren genutzt wurde, um Wassermühlen und Wasserzuchtmaschinen mit zusätzlicher Energie zu versorgen. Zahnräder wurden auch in Mühlen und Wasserhebemaschinen verwendet, die von diesen Ingenieuren gebaut wurden. In der islamischen Welt des Mittelalters ermöglichten technologische Fortschritte wie diese die Mechanisierung zahlreicher Industriebetriebe, die zuvor von Hand ausgeführt worden waren.

Im Jahr 1206 stattete al-Jazari zwei seiner Wasserspeisegeräte mit einem System aus, das aus einer Kurbel und einem Pleuel bestand. Taqi al-Din lieferte eine Beschreibung eines Dampfturbinenapparates, der recht einfach war.

China gilt als Geburtsort des Feststoffraketenmotors im 13. Jahrhundert. Diese primitive Version des Verbrennungsmotors wurde mit Schießpulver angetrieben und war nicht in der Lage, kontinuierliche Leistung zu liefern. Es war jedoch hilfreich, um Waffen mit hoher Geschwindigkeit in Richtung Feinde im Kampf zu schieben und für Pyrotechnik. Diese Idee verbreitete sich schnell in ganz Europa, sobald sie entwickelt wurde.

Die Watt-Dampfmaschine war die erste Art von Dampfmaschine, die Dampf mit einem Druck etwas über der Atmosphäre nutzte, um den Kolben mit Hilfe eines Teilvakuums zu bewegen. Der Motor wurde nach James Watt benannt, der ihn erfunden hat. Die Watt-Dampfmaschine, die von 1763 bis 1775 unregelmäßig entwickelt wurde, war ein bedeutender Meilenstein in der Entwicklung der Dampfmaschine. Es war eine Verbesserung des Designs der Newcomen-Dampfmaschine, die 1712 gebaut wurde. Matthew Boulton, der Geschäftspartner von James Watt, war weitgehend dafür verantwortlich, dass das Design mit Dampfmaschinen identifiziert wurde, da es eine signifikante Verbesserung in Bezug auf die effiziente Kraftstoffnutzung bot. Es ermöglichte den schnellen Aufbau effizienter halbautomatisierter Industrien in einem Ausmaß, das zuvor an Orten mit fehlendem Zugang zu Wasserkraft nicht möglich war. Spätere Entwicklungen führten zur Erfindung von Dampflokomotiven, die zu einem massiven Wachstum der Eisenbahnindustrie führten.

In Bezug auf die Kolbenmotoren, die durch interne Verbrennung angetrieben wurden, wurden diese 1807 in Frankreich von de Rivaz sowie von anderen Forschern auf eigene Faust, von den Niépce-Brüdern, untersucht.

Carnot machte im Jahr 1824 einige theoretische Fortschritte an ihnen.

Zwischen den Jahren 1853 und 1857 entwickelten und patentierten Eugenio Barsanti und Felice Matteucci einen Verbrennungsmotor, der nach dem Freikolbenkonzept arbeitete. Es ist möglich, dass dieser Motor der erste 4-Takt-Motor war.

Im Jahr 1877 war der Otto-Zyklus in der Lage, ein weitaus größeres Leistungsgewicht als Dampfmaschinen zu liefern, und er funktionierte wesentlich besser für eine Vielzahl von Transportanwendungen, einschließlich Automobilen und Luftfahrt.

Die Entwicklung des ersten und wirtschaftlich erfolgreichen Fahrzeugs von Karl Benz trug zu einem verstärkten Interesse an kompakten, aber leistungsstarken Motoren bei. Der leichtere Benzin-Verbrennungsmotor, der mit einem Viertakt-Otto-Zyklus arbeitet, war der erfolgreichste für leichte Fahrzeuge, während der effizientere Dieselmotor für Lastwagen und Busse verwendet wird. Der Otto-Zyklus ist ein Verbrennungsmotor mit vier Takten. Auf der anderen Seite sind in den letzten Jahren Turbodieselmotoren vor allem außerhalb der Vereinigten Staaten immer beliebter geworden, selbst für sehr kleine Autos. Dieser Trend hat sich auch in den Vereinigten Staaten fortgesetzt.

1896 erhielt Karl Benz ein Patent für die Erfindung des ersten Motors mit horizontal gegenüberliegenden Kolben.

Aufgrund seiner Konstruktion war er in der Lage, einen Motor zu entwickeln, bei dem sich die Kolben in horizontalen Zylindern bewegen und