Natronlokomotive

Ralf Kusmierz schrieb:

Geniale Idee!

Gruß, René

Ralf Kusmierz schrieb:

ACK

Grüße,

F^2

Ralf Kusmierz schrieb:

Was ist daran pfiffig? Wenn ich die Thermodynamik durchgehe und die Idee unter Berücksichtigung der Exergieverluste betrachte, wird mir eher mulmig.

Die Wang-Maschine ist dagegen eine wirklich pfiffige Idee für eine Wärmekraftmaschine:

ACK.

Naja. Ich stell dann mal den Stirlingmotor in den Raum. *plöck* Und Feuer drunter...

Stirlings Maschine scheint mit solider zu sein.

Gruß Patrick

Wieviel Biegezyklen macht das Material mit?

Moin,

Ralf Teschenbaum schrub:

Da steht sicherheitshalber explizit, dass ein Memory-Metall kein Bimetallstreifen ist. Allerdings: Müsste man so eine Maschine nicht auch mit einem Bimetallstreifen bauen können?

Egal wie, so eine Maschine muss ständig Metall abkühlen und aufheizen. Die Verformung würde ich dabei eher als sekundären Effekt ansehen, sprich der thermische Wirkungsgrad dürfte nicht besonders gut liegen, da schätze ich eine Dampfmaschine besser ein.

CU Rollo

Hmmm, 900 kg, 180 Grad Celsius warme, 83%-ige Natronlauge finde ich nicht unbedingt pfiffig, da kann selbst ein kleines Leck zu einem ernsten Problem werden ...

Klaus

"Klaus Bahner" schrieb im Newsbeitrag news:4803c3c4$0$2110$ snipped-for-privacy@dtext02.news.tele.dk...

Hi,

aber kaum Überdruck, ist ja auch alles aus Kupfer. Und wenns etwas tropft, der Kessel mußte ja auch als Berührschutz verkleidet werden, nach unten dagegen konnte Natronlauge ruhig auf die Pferdeäppel laufen, damals waren die Straßen ungeteert, und etwaiger Bewuchs war unerwünscht. Wenn man weiß, welche Giftmengen die Bahn heutzutage auf ihren Strecken verspritzt, wünscht man sich gelegentlich einen vergleichsweise harmlosen Natrontriebwagen....

Klaus Bahner schrieb:

Aber hinterher ist alles penibel fettfrei.:-)

Gruß Dieter

Dieter Wiedmann schrieb:

Auch der Arbeiter.

horst-d.winzler schrieb:

Sollte man gleich den entsprechenden 'Fach'zeitschriften anbieten, die "Laugengebäckdiät".;-)

Gruß Dieter

Ralf Teschenbaum :

Mhh, auch ist die Energiedichte nicht sonderlich hoch. Bleiakkus haben ja schon mehr. Wenn schon Wärme gespeichert werden muss, dann werden heute lieber Salzschmelzen bei 300-400° eingesetzt (z.B. Solarkraftwerk). Auch das wäre drucklos möglich.

M.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Matthias Weingart schrieb:

Ich möchte mal ganz allgemein fragen (und hätte es möglichst gerne durch Zahlen belegt), ob bei mitzuführenden nicht-emittierenden Energieträgern (also keine innere oder äußere Verbrennung) derzeit Dampfkreisprozesse Elektromotoren bei Fahrzeugantrieben bzgl. Energiedichte, Aufwand und Wirkungsgrad überlegen sind, oder nicht. (Eine Dampflok benutzt übrigens genau genmommen keinen Dampfkreisprozeß, weil der Abdampf verlorengeht. Die Natronlok auch nicht: Zwar wird der Abdampf energetisch genutzt und aufgefangen, aber nicht als Speisewasser in den Kessel rückgeführt.)

Die produktions- und werkstofftechnischen Möglichkeiten sind heute zweifellos andere als zu der Zeit, als die Natronlokomotive erfunden bzw. eingesetzt wurde, daher wäre ein direkter Vergleich wohl etwas unfair. Interessant wäre es aber dennoch, bei einem Dampfantrieb die Kondensations- bzw. Verdampfungsenthalpie zunächst rückgewinnen zu können. Welche maximalen Temperaturen wären denn durch eine Aufnahme von Abdampf in eine Lösung möglich?

Bei Dampfkreisprozessen wird normalerweise der Wirkungsgrad dadurch maximiert, daß das Arbeitsmedium in ein Vakuum expandiert, indem der Abdampf durch Kaltwassereinspritzung kondensiert wird. Dabei geht die Verdampfungsenthalpie verloren. Wenn ich es richtig sehe, müßte oprimalerweise die Natronlösung also auch einen Unterdruck haben, damit die Dampfmaschine maximale Arbeit leistet - sie ersetzt dann sozusagen die Kondensation durch Kaltwasser.

Ließe sich daran nicht noch einiges optimieren? Die Dampftemperatur liegt wohl üblicherweise deutlich niedriger als die mögliche Rauchgastemperatur der Feuerung. Könnte man vielleicht sinnvollerweise irgendwo einen Natronlösungskreislauf zwischenschalten, um die Angelegenheit zu optimieren? Etwa so: Der Abdampf findet stets eine kalte, hochkonzentrierte Natronlösung vor und erreicht dadurch maximalen Unterdruck und eine optimale Temperatursteigerung der Absorberlösung. Die erhitzte Absorberlösung wird dann in einen Wärmetauscher an die Hochtemperaturquelle gepumpt und dort bei Kesseldruck weiter erhitzt, wodurch das Wasser ausgetrieben und als Frischdampf verwendet wird. Die aufkonzentrierte Natronlösung wird schließlich durch Zwischenüberhitzer und am Schluß über einen Abwärmekühler heruntergekühlt und dann wieder in den Behälter mit der abdampfaufnehmenden kalten Natronlösung geleitet (wobei sie ihre mechanische Energie teilweise noch zum Antrieb der "Speisewasserpumpe" (die Natronlösung pumpt) verwendet wird. Gäbe es dabei Vorteile gegenüber einem "klassischen" Dampfkreisprozeß?

Gruß aus Bremen Ralf

Roland Damm schrieb:

Ich denke auch, dass ein reiner Dampfkraftprozess einen guten Wirkungsgrad hat, aber im Beispiel ging es ja um eine Kombination mit einem zweiten Prozess, bei dem das Natron wieder konzentriert werden muss.

Die Wang-Maschine schätze ich als elegante Lösung ein, wenn ein anderer Maschinentyp abgestellt wird und beispielsweise eine Tropfenschmierung nachlaufen soll.

Gruß, Ralf.

Vor allem hat stellt sie mehr Leistung auf weniger Volumen zur Verfügung.

Gruß, Ralf.

Moin,

Ralf Teschenbaum schrub:

Selbst unter dieser Berücksichtigung könnte die Natron-Maschine noch einen besseren Wirkungsgrad abbekommen, also zumindest eine konventionelle Dampfmaschine. IMO braucht es zum Einsieden der Natronlauge ja recht hohe Temperaturen, deutlich höher also wie wenn man einfach nur Wasser kochen würde. Deshalb macht die Verdampfungswärme des Wasser bezogen auf die Gesamtenergie die zum Eindampfen gebraucht wird, nur einen kleineren Anteil aus, könnte zumindest sein. Darüber hinaus wird beim Eindampfen ja die Konzentration stetig erhöht und der Siedepunkt dementsprechend auch. Man bekommt am Ende also Wasserdampf der so warm ist, dass man damit die stark verdünnte Lauge am Anfang des Prozesses schon zum Kochen bringen kann. Man müsste also ein Eindampf-Gerät bauen, bei dem die verdünnte Lauge in mehreren Prozessschritten aufkonzentriert wird und der Dampf aus jedem Prozessschritt zum Heizen/Eindampfen der Lauge in den vorherlaufenden Prozessschritten genutzt wird. Auf die Weise könnte es glücken, dass das ausgetriebene Wasser am Ende nur in Form von leidlich heißem flüssigem Wasser vorliegt aber nicht mehr als Dampf. So ein Aufbau ist natürlich aufwändig, aber für diese Maschine muss dieser Aufbau ja nur an der 'Tankstelle' stehen, also stationär. Und er kann mehrere Fahrzeuge bedienen. Somit ist etwas mehr technischer Aufwand nicht so ein großes Problem (preislich).

Für sowas, ja. Für das Verstellen von Fenstern zur Lüftung wurde ja auch schon über Antriebe mit Memorymetall nachgedacht, ob es sowas schon gibt, weiß ich nicht. Wenn man als Energiequelle eine sowieso vorhandene ansonsten ungenutzte Temperaturdifferenz nutzt, spielt der Wirkungsgrad natürlich keine Rolle.

CU Rollo

Ralf Teschenbaum schrieb:

Hallo,

eine reiner Dampfkraftprozess mit zu kleiner Temperaturdifferenz hat einen bescheidenen Wirkungsgrad, es geht halt nicht besser als der Carnot Wirkungsgrad.

Bye

Roland Damm schrieb:

Da müssten wir zunächst klären, mit was wir vergleichen wollen: Ist es der offene Dampfkraftprozess einer Lokomotive oder der geschlossene Prozess eines Kraftwerks?

Nach der Beschreibung gehe ich davon aus, dass ein wesentlicher Vorteil der Natronlokomotive ist, dass ein Teil des Prozesses außerhalb der fahrenden Maschine stattfindet. Daher kann hier vielleicht eine höhere Energiedichte im Fahzeug realisiert werden. Aber die Natronlauge wird außerhalb der Lok vorgeheizt und später wieder konzentriert.

Egal wie man es rechnet: Wenn der Dampf in Lösung geht, nimmt die Entropie zu, der Prozess ist irreversibel. Wir haben hier sogar einen mehrfachen Wärmeübergang mit den bekannten Irreversibilitäten:

1. Wärme vom Natronspeicher in den Dampfkessel
2. Lösung des Dampfes im Natronspeicher
3. Im Bahnhof wird die Natronlauge irreversibel konzentriert wird.

Beim offenen Dampfkraftprozess taucht nur Punkt 1 auf.

Da bin ich pessimistisch. Um die Relation mal darzustellen: Wenn ich aus einem Trog mit reinem Wasser von 100 °C dieses als Dampf von 100 °C entnehmen will, muss ich 5,4 mal mehr Wärme reinstecken, als ich brauchte, um Wasser von 0 °C auf 100 °C zu erwärmen.

Wenn ich das Wasser aus der Natronlauge herausholen will, würde ich erst mal ähnliche Größenordnungen vermuten.

Trotz allem kann der Prozess nicht ohne äußere Energiezufuhr funktionieren, denn die Entropie verringert sich - also muss ein äußerer Prozess ablaufen, der noch irreversibler ist, als das Konzentrieren der Lauge, so dass in Summe die Entropie auch hier zunimmt.

Gruß, Ralf.

Uwe Hercksen schrieb:

Das ist richtig, dieser Beschränkung unterliegt jeder Wärme-Kraft-Prozess. Aber wenn Du mit kleinen Temperaturdifferenzen um den Siedepunkt des Wassers herum arbeitest, kannst Du Dich gut an den Carnot-Prozess heranarbeiten, weil der Wärmeübergang beim Verdampfen und Kondensieren nur bei kleinen Temperaturdifferenzen stattfinden müssen.

Ich vermute, dass bei kleinen Differenzen mit einem Phasenübergang bessere Wirkungsgrade herauskommen als z.B. bei einem Heißgas-Prozess.

Gruß, Ralf.