Maximale Ausstroemgeschwindigkeit (was: Moeglicher Tunguska-Impaktkrater gefunden)

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begin quoting, Roland Damm schrieb:

Ich kann doch nicht zeichnen.

Achtung: Du mußt die Schaufeln doppelwandig machen, um sich nach innen hin erweiternde Strömungsquerschnitte zu erhalten.

Das stimmt doch gar nicht: Die bringt die Speisewasserpumpenleistung, und die wird sowieso benötigt.

Es geht nicht um den Dampfstrom, sondern um den Wirkungsgrad: Ein Kondensator ersetzt praktisch eine Atmosphäre Kesseldruck durch Vakuum.

Die Reibungsarbeit ist proportional zu Drehzahl, Anpreßkraft und Dichtungsdurchmesser: bei kleinen Wellendurchmessern vernachlässigbar.

Falsche Überlegung: Wenn man den Kessel mit einem überhitzten Staubstrahl, also einem Sandstrahlgebläse, das 1.000 °C heißen Sand oder sowas in den Kessel hineinblasen könnte, beheizen würde, wäre die Wärmetauscherfläche winzig - beim Kondensieren geht das aber problemlos durch eine Injektion aus einer Kaltwassersprühdüse: Die Tröpfchen absorbieren blitzschnell riesige Dampfvolumina. Entspannter Naßdampf hat etwa 750 g/m^3 - wenn Du da hinein Wasser mit 30 °C sprühst, kannst Du mit 1 cm^3 Wasser 41 cm^3 Dampf zu 1,03 g Wasser kondensieren, von denen 97 % gegen 1 bar durch einen Kühler müssen und

3 % als Speisewasser gegen Dampfdruck zurück in den Kessel. Da der Kühler im Gegensatz zum Kessel drucklos arbeitet, kann er aus dünnem Blech ausgeführt werden - Perfektionisten wärmen mit der Kondensationswärme die Verbrennungsluft vor und schicken sie anschließend auch noch durch einen Abgaswärmetauscher, dann geht sie gleich mit Frischdampftemperatur in die Feuerung.

Nö, die Kondensationswärme ist ziemlich temperaturunabhängig.

Du brauchst nur 2,5 % des Dampfvolumenflusses als Kondensatfluß, und Wärmetauscher sind unnötig.

Man *will* die zweite Durchführung zum Abdichten - in der Turbine liegt annähernd Vakuum vor (was den Dampfstrahl allerdings stark aufbläht).

(Sieh's Dir gut an, Kesselbau ist nicht trivial!)

Gruß aus Bremen Ralf

Moin,

Ralf Kusmierz schrub:

Ja, klar. In der Zeichnug sind verschiedene nicht kompatible Gedankengänge vereint:-). Das wird aber rein geometrisch langsam schwierig. Einerseits sollen sich die Kanalbreiten vom Einlass bis zum Auslass sagen wir mal verzehnfachen. Andererseits steht dafür mit kleiner werdendem Radius immer weniger Platz zur Verfügung. Wenn der Auslass einen sagen wir 5 mal kleineren Durchmesser als der Einlass hat, dann müssen die Auslässe pro Kanal schon 50 mal so breit sein, wie die Einlässe. Haben die Auslässe also 10mm Breite, dann bleibt für die Einlassöffnungen nurnoch eine Breite von 0,2mm. Das ist schon wieder viel zu schmal, um nicht als Drosselstelle zu fungieren und die Strömungsrichtung kaputt zu machen. Man kann die Kanäle natürlich auch in der Tiefe variieren. Aber selbst dann bleibt ein Breitenverhältnis von 1:7 in beide Richtungen übrig. Also am Auslass 7 mal so breit und tief wie am Einlass. Bei Auslassöffnungen von 10mm*10mm sind das Einlasslöcher von gerade mal 2mm^2 - das drosselt immernoch zu viel glaube ich.

Wenn man die Strömungsrichtung umkehren könnte, also von innen nach außen, dann wäre das Problem entspannter. Nur gibt's dann wieder anderes, was nicht passt.

Die Schleuderscheibe soll doch in einem Raum mit Umgebungsdruck liegen. So eine Schleuderscheibe schleudert aber erst mal nur Wasser außen gegen die Wand. Wie willst du die Aufprallenergie jetzt gezielt in ein Rohr reinbringen und damit auch noch den nötigen Druck fördern? Das wird dann eher wie eine Kreiselpumpe aussehen müssen. Im anbetracht der Probleme würde ich da eher zu tendieren, für die Speisewasserpumpe eine separate elektropumpe zu verwenden. Ist sowieso viel besser regelbar, vereinfacht das Hochlaufen der Turbine und überhaupt..

Das ist natürlich schön wenn es geht.

Ich hatte bestimmt schon mal von einem Projekt erzählt (im Fernsehen gesehen), bei dem ein Team eine Dampfturbine gebaut hat, die den Temperaturunterschied von Meerwasser der Wasseroberfläche zu Tiefenwasser ausnutzt. Da arbeitet die gesamte Anlage unter Umgebungsdruck, denn sonst verdampft Wasser ja nicht bei 25°C.

Dichtungen können aber zu große Gleitgeschwindigkeiten nicht vertragen. Klar, die Welle muss nur dünn genug sein, aber ob man das hinbekommt? Die wird dann ja auch weich werden.

Also 30 mal so viel Kühlwasserfluss wie im Dampfkreis fließen.

Ist natürlich praktisch. Aber 30 mal so viel Kühlwasser pumpen, wie im Dampfkreis zirkulieren könnte ein ganz schöner Energiefresser werden.

Hmm? Das was als Dampf herauskommt, muss kondensiert und in den Kessel zurück gepumpt werden.

Damit verlagerst du das Dichtungsproblem aber höchstens.

Darüber hinaus zweifle ich, ob es so toll ist teilweise schon kondensierten Dampf also Flüssigkeit in einer schnell rotierenden Welle haben zu wollen. Wer verhindert denn, dass die Welle eine Unwucht bekommt? Und wegen der Dichtungen soll die Welle dann auch noch recht dünn sein, was aber sowieso nicht geht, da sie innen ja eine recht große Bohrung haben muss.

Typisch Dampfeisenbahnfans, Hauptsache jede Schraube hat ihre Fachchinesisch-Bezeichnung:-). Also so wie das die Bilder zeigen, ist da an entscheidenden Stellen kein Platz, um mit Hammer und Meißel zwischen die Rohre zu kriechen.

Ich würde den ganzen Wärmetauscher viel Konsequenter als Gegenstromwärmetauscher konstruieren.

So wie das bei den Dampflocks aussieht, gehen die Abgase durch Rohre die von außen durch das Kesselwasser gekühlt werden - aber nur die, die gerade noch unter der Wasserlinie liegen. Gleichzeitig jedoch heizen diese Abgase die innen liegenden Nacherhitzerrohre. Und die sind auch eher irgendwie zusammengeschaltet. Das Problem ist sicher bei einer Dampflok, dass man so wenig Platz in der Höhe zur Verfügung hat. Weil Wasser sich wegen Schwerkraft immer unten sammelt und heiße Gase aufsteigen ist eine vertikale Staffelung verschiedener Wärmetauscher tendenziell immer einfacher also so ein liegender Wärmetauscher. Aber so hoch sind ja Tunnel und Brücken nicht.

CU Rollo

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Roland Damm schrieb:

Du kannst die Leistung eben nicht beliebig klein auslegen.

Dabei kriegst Du hohe Drehzahlen.

Das tut sie nicht: Die Abschleuderrichtung ist tangential. Auf der Wand entsteht eine Kreisströmung, und an einem Auslaß baut sich dort viel Staudruck plus Zentrifugaldruck aus - Energie wird nur soviel aufgewendet, wie dem Durchfluß entspricht. Das ganze "Schleuderrad" plus umgebender Gehäuseteil kann vollständig mit Wasser gefüllt sein, das eine Starrkörperrotation ausführt.

Von mir aus ...

Das ist aber nicht kunstgerecht. Stimmt auch nicht: Anfangs ist massig Wasser und damit Dampfvorrat im Kessel, die Kondensationsgeschichte fängt erst an, wenn die Turbine hochgelaufen ist - dann erst füllt sich der "Kreiselpumpenteil" langsam mit Wasser und fungiert allmählich als Speisewasserpumpe, nämlich genau dann, wenn es erforderlich ist.

Die Dichtungen können auch axial wirken. Irgendwie ist sowas bestimmt möglich.

Ja. Und? An welche Leistungen/Dampfmengen dachtest Du denn so?

Pumpen? Das läuft praktisch drucklos um. (Man zapft es doch nicht aus dem Druckbereich ab.)

Eben: *Nur* das. Das (entspannte) Dampfvolumen schrumpelt beim Kondensieren auf 2,5 % zusammen.

Man wird eine Wasserstrahlpumpe zum Evakuieren brauchen, die die Luft aus der Turbine herauskriegt. Das ganze Problem entspannt sich aber deutlich, wenn man um die Maschine eine evakuierte Hülle baut, dann braucht man nur die Leckage an der Abtriebswellendichtung beherrschen. Wenn man eine magnetische Kupplung o. ä. verwendet, dann könnte man den ganzen Kasten sogar hermetisch kapseln.

Die Fliehkraft - mal abgesehen davon, daß Du ein paar Wassertropfen dabei sowieso vernachlässigen kannst.

Die Bohrung braucht weder groß noch durchgehend sein, da wird nur Wasser durchgeleitet, und das geht auch über Kanäle und Nuten wie bei der Ölversorgung von Kurbelwellen und Pleueln.

Keine Despektierlichkeiten gegenüber Pufferküssern, bitte!

Die werden doch zur Revision ausgebaut. (Verschleißen sowieso schnell.)

Viel zu kompliziert.

ACK

Das Problem ist die große WT-Fläche: Relativ niedrige Drucke und Temperaturen, und dann ca. 5 MW thermisch (macht bei 15 % Wirkungsgrad gerade mal 750 kW_mech) durch den Kessel quetschen.

Stationäre Kessel waren aber ähnlich gebaut.

Gruß aus Bremen Ralf

Moin,

Ralf Kusmierz schrub:

Sicher, darauf würde es hinaus laufen. Aber für ein BHK im Einfamilienhaus braucht man eben keine sehr große Leistung.

Das sehe ich noch nicht so. Ich habe das Problem, dass der Dampf außen (=hohe Umfangsgeschwindigkeit) das Schaufelrad verlässt, selbst dabei aber keine große Umfangsgeschwindigkeit haben soll, am besten keine. Die Schaufeln müssen außen fast tangential verlaufen. Je mehr ich drüber nachdenke, desto interessanter wird die Idee. Ärger mit der Einlassdüse habe ich dann auch nicht mehr so, weil ich nicht entlang eines Torus einlassen muss, sondern nur im Zentrum. Richtige Dampfturbinen sind ja auch ein bischen so aufgebaut, das Läuferrad ist konisch, am dünnen Ende wird eingelassen.

Dann hast du aber viskose Reibung zwischen Schleuderscheibe und Gehäuse.

Stimmt auch wieder. Man braucht vielleicht nur ein Ventil, welches das Leerlaufen des Kessels im Stillstand verhindert.

Das Problem der großen Gleitgeschwindigkeit bleibt.

Ein Funktionsmodell, welches man mit einem Campinggasbrenner betreiben kann, den ich auf 1kW Heizleistung schätze. Zumindest für den Anfang.

Ohne Druck bekommst du aber keinen feinen Sprühnebel.

Allerdings habe ich gerade gute Erfahrungen mit einer Blubber zum Luftbefeuchten gemacht: Die Blasen steigen durch ein paar cm Wasser auf und schon hat man oben quasi 100% Luftfeuchte. Man könnte also den Dampf in ein Wasserbad reinsprudeln lassen und das Wasser im Wasserbad natürlich unter Unterdruck halten und drucklos durch einen externen Wärmetauscher kühlen.

Das wär' natürlich ganz feine Technik. Aber für ein Funktionsmodell im Eigenbau erst mal nicht so gut machbar.

Das funktioniert bei der Waschmaschine auch schon nicht. Aber wieso die paar Tropfen, wolltest du nicht das Kühlwasser auch schon durch die Hohlwelle sprühen?

Also die Rohre über der Wasserlinie lassen die Abwärme vom Brenner verpuffen... nicht so toll.

Ich meine mal ein Bild von einem Brennraum in einem modernen Kraftwerk gesehen zu haben (Kohle), da waren die Wände des beachtlich großen Raumes komplett aus vertikalen Rohren zusammengeschweißt. Das klingt schon besser. Und der Raum war wirklich hoch.

CU Rollo

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Roland Damm schrieb:

5-20 kW wären schon recht.

Einfache Überlegung: Die Dampfgeschwindigekit am Einlaß wird in einem annähernd festen Verhältnis zu der Umlaufgeschwindigkeit der angeströmten Schaufelkante stehen. Ist diese Kante innen (außen), dann ist die Drehzahl hoch (niedrig).

Das ist bei einem Auslaß innen ganz genauso.

Ich sehe den Unterschied nicht so recht.

Macht das viel aus? Läßt sich vermeiden bzw. reduzieren: Die Scheibe ist hohl und geschlossen und hat am Rand nur kleine Öfnnungen, aus denen gerade die als Speisewasser benötigte Menge austritt, und die fließt dann am äußeren Gehäuse in einer halbkreisförmigen Rinne und wird komplett von Auslaßöffnungen, an denen sie sich unter Druckaufbau staut, abgenommen. Wenn viele Auslässe über den Umfang verteilt sind, wird dadurch die Fließstrecke und die Reibung minimiert.

ACK

Wobei "groß" relativ ist - die Umfangsgeschwindigkeit von Maschinenteilen ist wegen der Zugspannungen auf ca. 200 m/s begrenzt; bei kleineren Radien ist das dann proportional weniger. Vielleicht tut es einfach eine berührungslose Schraubendichtung, die ein wenige Sperrwasser gegen den anstehenden Druck fördert. (Du weißt, was ich meine? Eine Gewindeschraube (Innen- oder Außengewinde) rotiert mit Spiel gegenüber einem stillstehenden glatten oder entgegengesetzt gewendelten Partner, Flüssigkeit dazwischen wird durch Adhäsion am freien Mitdrehen gehindert und dadurch von der Schraube axial gefördert.)

Das sind wieviel Dampf und Kühlwasser?

Wieviel Druck braucht denn ein Parfümzerstäuber?

Vielleicht möglich.

Da ist auch etwas mehr als ein paar Wassertropfen drin.

Worauf sich innen auf der Welle ein dünner und ausgewuchteter homogener Wasserfilm bilden dürfte - was für Unwuchten?

Die Rohre liegen sämtlich im Wasser - die komplette Feuerbuchse muß unter Wasser liegen, sonst wird sie nicht ausreichend gekühlt.

^^^^^^^^^^^^^^^^^

^^^^^^^^^

Eben.

Das ist auch eine ganz andere Welt - im Krümmel-Reaktor hat man auch

14 m Wasserstand.

Gruß aus Bremen Ralf

Moin,

Ralf Kusmierz schrub:

So groß wäre eine Turbine dafür aber noch nicht.

Jetzt, wo mich deine Sichtweise übernommen habe, fängst du plötzlich mit meiner an:-)

In welchem Verhältnis Dampf- zu Schaufelgeschwindigkeit stehen sollten, geben die Winkel der Schaufelräder vor. Gut passt es, wenn: Außen Schaufelgeschwindigkeit groß, Dampfgeschwindigkeit auch groß, Innen Schaufelgeschwindigkeit klein, Dampf auch schon langsam

-> Dampf sollte von außen nach innen strömen.

Aber dann gibts ja das Probelm mit der verfügbaren Fläche auf dem Schaufelrad.

Aber da kann der Winkel zwischen Tangente und Schaufel größer sein, weil sich die Schaufel weniger schnell bewegt.

Mir deucht gerade, dass das mit dem Einlass innen ganz großer Blödsinn ist: Innen bewegt sich der Dampf ja nur radial nach außen. Die Schaufeln müssen innen schon in einem passenden Winkel der optimalen Anströmrichtung stehen. Im Idealfall sollte der Dampf beim Durchlaufen des Rades garnicht in Rotation versetzt werden. Seine radiale Geschwindigkeit sollte jedoch abnehmen. Schon allein, wenn die Radialgeschwindigkeit konstant bleiben sollte, müssten die Schaufeln die Form von Spiralen haben. Soll der Dampf auch noch abgebremst werden, müssten die Spiralen außen noch Enger werden. Also bekommt man extrem lange Strömmungskanäle die sich vielleicht mehrfere Umdrehungen um die Achse wickeln. Lange Kanäle = viel Reibungsverluste.

Nee, die Idee funktioniert wohl doch eher nicht.

Für den Staudruck brauchst du eine Menge Fließgeschwindigkeit.

Viele Auslässe heißt, dass sie jeweils recht klein sind ->

Reibung.

Sowas in der Art würde ich auch sagen, auf jeden Fall berührungslos.

Set pumpt Luft. So wie ein guter alter Vergaser. Gegenfrage: Wie viel Druck braucht eine Einspritzpumpe?

Sich selbst verstärkende Unwuchten, weil die Lagerung und die Welle nicht ideal steif sind.

Ach so, dann gab es zusätzlichhe Tanks um fehlendes Wasser nachzufüllen.

CU Rollo

Ljungstr=F6mturbine:

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Roland Damm schrieb:

Hm ... wieviel Dampf ist das?

Weil die Kanäle enger werden?

Ich bin selbstverständlich davon ausgegangen, daß die Schaufeln auch innen tangential angeströmt werden und von "Halbkreisen" (oder so) nach außen geleitet, um dort die Peripherie mit Nullgeschwindigkeit zu verlassen.

Hält sich in Grenzen: 20 bar wären 200 m WS, das entspricht ca. 65 m/s. Und die Reibung hängt dabei von der Fließstrecke ab.

Nein, heißt es nicht. Viele Auslässe heißt "sehr niedrige Fließgeschwindigkeit" -> kaum Reibung.

Etwas mehr als der Zylinderdruck in OT - das Zerstäuben selbst benötigt ausweislich jeder Blumensprühflasche kaum Druck.

Müssen halt steif genug sein - eher unproblematisch.

Ja, klar - die Rolle der Speisewasserpumpe spielte der berühmte "Dampfinjektor" (der das "Nachfüllwasser" auch gleich auf die Kesseltemperatur vorwärmte).

Gruß aus Bremen Ralf

Moin,

Ralf Kusmierz schrub:

Tcha.... Nach Verdampfungswärme entspricht 1kW (Wasser:

2300kW*s/kg) etwa 0.43g/s (@0.88kg/m^3 bei 100°C und Normaldruck) also ~0.5l/s. Bei einer Düsenaustrittsgeschwindigeit von 500m/s braucht es also eine Düse von rund 1mm^2 Öffnungsfläche.

Das Ganze jetzt natürlich dividiert durch den Wirkungsgrad, also irgendwas zwischen 0.1 und 0.01.

Ja, weil der Umfang auf einem kleiner werdenen Kreis immer kleiner wird. Die Kanäle müssen tiefer werden um das auszugleichen. Aber in ziemlich starkem Maße, weil die Kanäle ja auch noch wegen der Expansion des Dampfstrahls ebenfalls größer werden sollen.

Fragt sich nur, wie man innen die tangentiale Anströmung hinbekommt. Aber richtig, die müsste man schon irgendwie hinbekommen, rein radiale Anströmung ist Murks. Man müsste den Dampf erstmal in ein Wirbelrohr einblasen, so dass sich im Roh eine gleichmäßige rotierende Strömung einstellen kann. Weil wenn die Dampfdüse nur 1mm^2 Öffnung hat, sieht es schlecht aus, wenn man diese Düsenfläche auch noch auf mehrere Düsen aufteilen wollte. Und mit einer Düse allein bekommt man noch keine zirkulierende Strömung hin. Aber wenn man den Dampf durch ein paar cm Rohr rotieren lässt, hat sich die Strömung hoffentlich einigermassen beruhig und rotiert ordentlich vor sich hin. Wenn das Rohr die hohle Turbinenwelle ist, dann rotiert es ja auch mit - zwar lange nicht so schnell wie der Dampf, aber ein bischen könnte das die Reibungsverluste verringern.

Aber mindestens Energie. Wie viel, hängt natürlich von der Tröpfchengröße ab, die man erreichen will. Eine Diesel-Einspritzpumpe gibt sich sicher nicht mit der Tröpfchengröße zufrieden, die eine Blumensprühflasche erreicht:-)

Aber ich sehe das immernoch nicht ein, zumindest für eine kleinere Anlage müsste es doch ein Wärmetauscher wie im Auto tun. Gegen Unterdruck innen sollte der auch stabil genug sein. Und außen muss man ohnehin einen Ventilator anbauen, denn so oder so muss man ein bis mehrere kW an die Umgebungsluft loswerden. Ich meinte zwar mal, dass so ein Wärmetauscher viel zu groß würde, aber das war vielleicht ein Denkfehler. Wie gesagt, ein Auto-Kühler kühlt ja auch Wasser (also hat innen eine Temperatur von um oder unter 100°C und schafft damit mehrere kW weg.

CU Rollo

Moin,

snipped-for-privacy@gmx.de schrub:

Na das ist ja interessant, also ist die Idee garnicht so abwegig, wenn sowas schon mal recht erfolgreich eingesetzt wurde. Mit der Leistungsbegrenzung auf mehrere MW kann man für Heim-BHK oder PKW-Antriebe gut leben:-).

CU Rollo

Der Wirkungsgrad ist auch h=F6her und die Stufenzahl geringer. Jede Einzelstufe entspricht einer normalen Kombi aus Laufrad und Leitrad. Die Reibungsverluste sind daher geringer, weil die Verluste des feststehenden Leitrades, welches normalerweise eben nicht zur Energiegewinnung beitr=E4gt, entfallen. Au=DFerdem sind die Str=F6mungswinkel auch noch viel g=FCnstiger, weil sie doppelt soviel "wert" sind. Es ist "die" ideale Turbine. Die Schaufelgeometrie ist auch viel einfacher, da alles nur f=FCr einen Radius g=FCltig sein mu=DF, die Schaufeln also nicht gekr=FCmmt sein m=FCssen.. Soll aber nicht hei=DFen, da=DF die ganze Geschichte einfach ist :-)

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Roland Damm schrieb:

Bißchen OT: Ich habe mir gerade feines Spielzeug gekauft:

(bisher noch unbespielt). Wie das funktioniert, steht in . (Wer zufällig in der Gegend ist: Gibt's in Delmenhorst im Nordwolle-Museum (nähe Hbf) an der Kasse für fünf Euro.)

Ich müßte mal schauen, ob ich nicht einen "richtigen" Raketenantrieb hinkriege: Vom "Kessel" aus, dessen Boden möglichst tief unter der Wasserlinie liegen sollte, geht ein senkrechtes Röhrchen zur tiefsten Stelle des Rumpfs, so daß dort Wasser angesaugt werden kann. Im Kessel siedet das Wasser, der Dampf wird durch ein Rohr zu einer nach hinten gerichteten Düse am Heck oberhalb der Wasserlinie geführt. Der Druck beträgt einige cm WS (max. die Höhendifferenz zwischen Rohrmündung und Wasserlinie - wenn man das Ansaugrohr als nach vorne gerichtetes Staurohr gestaltet, läßt er sich erhöhen: einer Fahrgeschwindigkeit von 5 m/s entspricht ein Staudruck von 1,3 bar - das ist richtig viel!), die Ausströmgeschwindigkeit könnte man evtl. noch durch eine Überhitzung (Dampfrohr noch eine Schleife durch die Flamme machen lassen) noch weiter erhöhen.

Man kann natürlich auch selber basteln: .

Überhaupt gibt es neuerdings wohl wieder eine "richtige" Dampfbootszene:

Ich frage mich gerade, ob mein o. a. "Dampfraketenbootprinzip" nicht als richtiger Leistungsantrieb in Frage kommt: Der Dampf treibt einen Dampfmotor an, der eine Wasserpumpe treibt, die einen nach hinten gerichteten Wasserstrahl erzeugt und damit den Vortrieb erzeugt. (Den Dampfstrahl selbst zu verwenden wäre ungünstig, weil er zu schnell ist: bei gegebenem Rückstoß ist die Leistung eines Strahls proportional zur Austrittsgeschwindigkeit, und dem Dampf Wasser beizumischen geht nicht, weil der Dampf dann kondensiert.)

Gruß aus Bremen Ralf

Moin,

Ralf Kusmierz schrub:

.

Cooles Ding.

Also ein Staustrahltriebwerk.

So wie ein (Hydro-)Jet-Antrieb.

Man müsste die Austrittsdüse so hinbekommen, dass der Dampf nicht gleich kondensiert und wenn er kondensiert ist, einen das auch nicht mehr Kratzt, weil er dann schon weg vom Boot ist. Fragt sich nur, wie viel Impuls vom Dampf man so auf das Wasser übertragen kann.

Ach ja, bisher hinterm Berg gehalten, weil es anderer Leute Sachen sind:

Aus der Zeit, also mein großer Bruder noch jünger war als ich jetzt, gibt es von ihm noch ein Dampfturbinenboot hier im Schrank. Falls gewünscht, kann ich ja mal Bilder machen.

Antrieb: Brenner=Esbitwürfel, besser gleich 2. Kessel: Kondensmilchdose in eckiger Teedose. Dann eine Turbine wie hier diskutiert, also eine Düse die auf ein Schaufelrad tangential bläst. Die Welle geht dann auf ein Getriebe, welches sich aus den Zahnrädern eines alten Weckers rekrutiert. Schließendlich ein Schraubenantrieb. Um keinen Ärger mit Stevenrohr und/oder der Hitze des Brenners zu bekommen steht die ganze Konstruktion zwischen zwei Schwimmkörpern, der Kessel hat unter sich also nur Wasser. Noch ein feststellbares Ruder dran und Fertig.

Wenn ich mich recht entsinne, hat das Ding gerade mal halbe langsame Schrittgeschwindigkeit geschafft.

Allerdings ist mir gerade beim Nachsehen schon spontan aufgefallen, dass das Dampfrohr aus dem Kessel zur Turbine ziemlich lang ist, das müsste man noch isolieren weil sonst wohl nicht unerheblich viel Dampf wieder dadrin kondensiert.

Eigentlich hat das Gerät ja auch eher einen künstlerischen Wert, denn alle Teile sind aus Konservendosen oder den Drahtkleiderbügeln die man früher von der Kleiderreinigung bekam oder dünnerem Rödeldraht gemacht.

Es gab noch eine früheren Prototypen der extrem simpel den Dampf einfach nur durch eine Düse nach hinten herausgeblasen hat. Selbst das Ding war nicht viel langsamer:-).

Bin mal gespannt, was dein Dampfboot für ein v_max erreicht.

CU Rollo

Moin, Nachtrag:

Ralf Kusmierz schrub:

Es kommt also auch ganz ohne die Membran im Kessel aus. Merkwürdig, das das ins Schwingen kommt.

CU Rollo

So ein Teelecht hat etwa eine Leistung von 30W (habe ich einmal gewogen). Der Dampfmotor dieses wundersch=C3=B6nen Spielzeugs (davon habe ich fr=C3=BCher auch einige besessen) hat etwa eine Leistung von 0,005 W=2EDer Wirkungsgrad erreicht also schon fast die 1 =C2=B0/=C2=B0=C2=B0 Gre= nze :-)

Moin,

snipped-for-privacy@gmx.de schrub:

Na ja, sie hat nur zwei Schaufelreihen, ob das deswegen besser sein kann, als eine moderne Turbineß

Verdreht oder verwunden meinst du wohl.

Das mit den beiden koaxial drehenden Wellen ist ein großer Kanckpunkt, glaube ich. Wenn man auf die gleiche Drehzahl für beide Wellen verzichtet, kann man sicher mit einem Planetengetriebe die beiden Wellen zusammenbringen, aber ob das dann noch so toll ist?

Was ich aber an dem Prinzip noch nicht ganz verstanden habe: Zunächst wird der Dampf axial eingelassen und dehnt sich radial aus. Dabei setzt er das erste Radialschaufelrad in Drehung, bekommt aber selbst dadurch einen Drehimpuls mit. Jetzt wird der Dampf im expandierten Zustand und mit großen Drehimpuls in axiale Richtung umgelenkt und auf das axiale Schaufelrad geleitet, welches anders herum dreht und dem Dampf seinen Drehimpuls nimmt. Schließlich verlässt der Dampf die Turbine auf einem Ringspalt mit großem Durchmesser=geringer Strömungsgeschwindigkeit und ohne Drehimpuls. Ist das soweit richtig? Ich orientiere mich dabei nach dem Bild auf der Wiki-Seite. Allerdings leuchten mir da die Anstellwinkel der Schaufeln noch nicht ganz ein.

Aber im Gegensatz zur Freistrahlturbine gibt es hier keine Düse, sondern der Dampf entspannt erst _in_ der Turbine, hauptsächlich im ersten radialen Schaufelrad. Das geht deswegen ganz gut, weil der Dampf ja in der Achse eingelassen wird und nicht über einen großen Ring - was auf eine große Einlassfläche hinauslaufen würde und entweder einen engen verluststarken Spalt oder auf große Leistung hinauslaufen würde. Zentral ist dagegen auch ein quasi beliebig kleiner Dampfeinlass denkbar, die Turbine müsste also eingiermaßen gut herunterskalierbar sein.

Sehe ich das richtig?

CU Rollo

Nee, die kann auch 20 Reihen haben. Auf jedem Rotor also 10.

Ja, krumm und schief :-)

Wenn beide Wellen dieselbe Drehzahl haben, ist das am g=FCnstigsten. Das stellt sich bei entsprechender Belastung durch den jeweiligen Generator von alleine ein, oder wenn die el. miteinander verkoppelt sind..

Dieser Drehimpuls in die andere Richtung treibt dann die n=E4chste Schaufelreihe an. Der Dampf l=E4uft also von innen nach au=DFen slalomf=F6rmig.

Jetzt wird der

Das ist nur bei der Wikiturbine so. Mu=DF nicht sein.

In jeder Stufe wird "ungef=E4hr" 1/n der Energie umgesetzt. Auch die Schaufelbreite nimmt von Stufe zu Stufe zu. Der Str=F6mungsquerschnitt w=E4chst also mehr als nur dem Radius entsprechend. Nach au=DFen wird die Umfangsgeschwindigkei immer gr=F6=DFer und entsprechend kann hier auch der Energieumsatz gr=F6=DFer werden. Die Dampfvolumina werden im Niederdruckbereich gewaltig gro=DF.

Ich orientiere mich dabei nach dem Bild auf der

Das ist dasselbe wie bei gegenl=E4ufigen Axialmaschinen.

Doch, die Schaufeln selbst sind D=FCsen.

Beim "herunterskalieren" darf man das nicht geometrisch =E4hnlich machen. z.B. wird man im Verh=E4ltnis viel gr=F6=DFere Schaufeln nehmen, um die Reibungsverluste nicht zu gru=DF werden zu lassen. Es gibt zwar "optimale" Schaufelteilungen, die sind aber nur in einer Hinsicht "optimal". Optimal ist ein 1-schaufeliges Laufrad. Der Nachteil ist dann aber, da=DF das recht tief (in Str=F6mungsrichtung) baut. Je weniger Schaufeln auf einem Rad, desto besser ist es daher. Aber die Maschine baut dann entsprechend l=E4nger oder im Durchmesser gr=F6=DFer.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Roland Damm schrieb:

Gruß aus Bremen Ralf

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Roland Damm schrieb:

Ich habe da gerade ein Verständnisproblem (jaja, die Thermodramatik):

Warum eigentlich Wasser nehmen? Gas ginge doch auch. Am besten heißes Gas, dann kondensiert der Dampf nämlich nicht - hm, woher nehmen? Hach, ich hab's: Kommt ja aus dem Schornstein, wird massig von der Heizung produziert!

Also hinten eine enge Dampfdüse, und die saugt in den Dampfstrahl dann Abgas rein, oder anders ausgedrückt: Der "Schornstein" geht als dicke Strahldüse nach hinten, und von vorne pustet ein Dampfstrahl mittig da rein, mischt sich mit dem Abgas und überträgt seinen Impuls auf dieses.

So, wir haben jetzt zwei Massenströme, nämlich den Dampfstrahl mit der Rate m_D und der Austrittsgeschwindigkeit v_D, der transportiert

Impuls/Zeit = Kraft = m_D * v_D = F

mit der Leistung

P_D = m_D * v_D^2/2 ,

und den Abgasstrom m_R ohne Anfangsgeschwindigkeit. Wenn sich nun beide Massenströme mischen, dann sollte doch der Impuls erhalten bleiben, also "Impulsbilanz":

p' = m_D * v_D = (m_D + m_R) * v = F

( => v = v_D / (1 + m_R/m_D) )

also hat sich die Rückstoßkraft doch gar nicht geändert, oder?

Andererseits wegen

P = (m_D + m_R) * v^2/2 = (m_D * v_D)^2 / (2*(m_D + m_R))

P_D - P = (v^2/2) / (1/m_D + 1/m_R)

- wo ist denn die Differenz der Leistungen geblieben? (Wenn m_R >> m_D, dann ist das nämlich fast die gesamte Strahlleistung.)

Gibt das doch einen vergrößerten Rückstoß, und falls ja, wo setzt eigentlich die Reaktionskraft an?

(Vermutung zu letzterem: Die "dicke" Strahldüse (Schornstein) ist ein nach vorne geschlossener "Becher". Man muß den Abgasstrom aus der "Feuerung" über ein dünnes Rohr wie bei einer Wasserstrahlpumpe direkt an oder in den dünnen Dampfstrahl der Dampfdüse hineinführen, der wird dort angesaugt, vermischt sich mit dem Dampfstrahl, der dadurch stark zum "dicken" Mischstrahl aufgeweitet wird, und in dem "dicken" Düsenbecher bildet sich dadurch ein gewisser geringer Überdruck, der mit dem Austrittsquerschnitt die zusätzliche Reaktionskraft erzeugt, die die Energiebilanz wieder in Ordnung bringt - die o. a. Impulsbilanz stimmt dann nicht.)

[x] Gewünscht

Die sehe ich auch als den bevorzugten Baustoff für mein entstehendes Dampfjet-"Rennboot" ;-)

(Welchen Druck vertragen Milchdosen, und womit wärmeisoliert man die - Papier oder Stroh vielleicht?)

Das werde ich erst erfahren, wenn es gewissen Kindern genehm ist ;-)

(Übrigens "typisch": Ich sah da also an der Museumskasse dieses Spielzeug und folgte meinem Kaufrauschimpuls "Will ich haben ...". Fünf Minuten später fiel mir ein Bekannter (Ing.) mit Schulkindern ein. Handy raus, angerufen ... Seine Frau am Hörrohr: "Nö, wir haben so viel Spielzeug, brauchen wir nicht ... ich geb dir mal ..." Dann er am Apparat, ich erzähle "Museum ... Blechdampfbootspielzeug ... fünf Euro", er: "Au ja, bring mal mit ...". (Und jetzt bloß keine chauvinistische Bemerkung machen ...))

Gruß aus Bremen Ralf