Zyklon-Abscheider

Das ist sicher ein Punkt. Und die Form des konischen Zylinders ergibt eine Luftspirale, die bei korrekter Auslegung weitgehend konstante Geschwindigkeiten hat. In der Skizze auf der Wikipedia-Seite ist die Spirale etwas mager gezeichnet, mWn verläuft die tiefer in den Konus, und hat im "Auge des Sturms" eine Aufwärtsströmung - auch bzw. obwohl dort noch kein Führungsrohr vorhanden ist, welches erst im oberen Teil beginnt.

HC

Moin,

Hans-Christian Grosz schrub:

So muss es wohl sein. Das mit dem Tauchrohr wundert mich auch, aber wenn die Strömung sowieso im Kern aufsteigt und dabei weiter rotiert, braucht man ja unten garkein Rohr zum Einsammeln der Luft und kann so den Wirbel noch weiter zum Abscheiden nutzen.

Hab mir inzwischen folgendes überlegt:

Zunächst ohne Konus: Oben wird sowieso erst mal die Luft mit maximalem Drehimpuls eingebracht. Wegen dem Drehimpuls kann die Luft nicht direkt in den Ausgang, es wirbelt also erst mal gewaltig. Überall an den Wänden wird die Luft jedoch gebremst, so dass die Rotation nach unten hin (weiter weg vom Einlass) schwächer wird. Der Wirbel erzeugt in seinem Kern einen Unterdruck. Allerdings ist dieser am Geringsten dort, wo der Wirbel am schwächsten ist, also unten. Im Zentrum ergibt sich also ein Druckgefälle mit größerem Druck unten wie oben, was dazu führt, dass sich im Zentrum die Luft nach oben und zum Ausgang bewegt. Das hat zur Folge, dass automatisch außen die Luft auf einer abwärts gerichteten Spirale umläuft (Gut so, weil dann hier die Luft in die gleiche Richtung strömt, wie auch der Staub es soll, der an den Wänden langrollt). Das ist wohl der selbe Effekt wie der, der Teereste in der Teetasse beim Umrühren dazu bringt, sich am Boden in der Mitte zu sammeln: In der Mitte gibt es eine Aufwärtsströmung, am Rand eine abwärts gerichtete. Antrieb ist sozusagen die Reibung an den Rändern, welche bei der Teetasse oben an der Grenze zur Luft wegfällt, beim Zyklon oben wegfällt, weil oben der Antrieb für die Rotation ist.

Der Konus dient dazu, den nach unten schwächer werdenden Wirbel etwas hinauszuzögern, länger zu bekommen. Prinzipiell funktioniert die Sache auch ohne so einen Konus. Dazu kommt, dass nach unten hin mehr und mehr Luft die äußere Zirkulation verlassen hat, also immer weniger Luft zurkuliert, man dieser deshalb besser weniger Durchmesser lassen sollte, damit sie weiter schön rotiert.

Irgendwie so läuft das wohl.

Das heißt aber, dass für meinen Wassertropfenabscheider diese Bauform auch nicht verkehrt ist. Also Wasserflasche mit der Spitze nach unten. Schaade, gerade neulich ist eine Flasche vom CO2-Aufsprudeler abgelaufen und weggeschmisssen worden... Aber da muss ich eh' noch mal (anhand dem Skript von der Wiki-Seite) nachrechnen, ob die Abmessungen wenigstens einigermaßen hinkommen.

Sind da jetzt noch gravierende Denkfehler drin?

CU Rollo

Am Wed, 21 Nov 2007 23:51:51 +0100 schrieb Roland Damm:

Weil der Globus mit netten 9.8g das Ganze freundlich unterstützt. Hat doch was oder? Oder willst du einen Abscheider entgegen der Schwerkraft bauen?

Moin,

Peter Niessen schrub:

Ich wollte einen _Abscheider_ bauen. Wenn sich alles darin in die selbe Richtung bewegt, scheidet da nichts ab. Deswegen soll sich die Luft nach oben und der Staub nach unten bewegen. Aber egal, inzwischen ist mir die Sache klarer geworden.

CU Rollo

Hallo Roland,

Roland Damm schrieb (Wed, 21 Nov 2007 23:51:51 +0100):

Zyklonabscheider für Wassertropfen können einige Überraschungen bereithalten, Staubabscheider sind da etwas unproblematischer.

Sobald ein Tropfen eine Wandung berührt, wird dieser stark abgebremst und haftet dann an der Wand. Somit können sich schon direkt nach dem Eintritt richtige "Rinnsale" an den Wänden bilden, die nach unten laufen.

Aber: Auch am Tauchrohr bilden sich solche Rinnsale, laufen nach unten, werden am Tauchrohrende in dieses hineingerissen und nichts ist mit Abscheidung.

Gegenmaßnahmen:

- Am Eintritt das Luft-Wassergemische durch eine vertikale Schlitzdüse tangential einströmen lassen: Somit wird das Tauchrohr kaum angeströmt und bleibt weitgehend trocken.

- Das Tauchrohrende großzügig kegelförmig erweitern: Durch den entstehenden engen Ringspalt wird die Luft nochmals beschleunigt und "nachgetrocknet". Wasser, das trotzdem am Tauchrohr nach unten läuft, findet an der inneren Kante des Tauchrohrendes nur eine geringe Aufwärtsgeschwindigkeit vor und kann abtropfen.

Ansonsten ist die Optimierung eines Wasserabscheiders eine schöne (und ggf. langwierige) Angelegenheit :-)

Viele Grüße Winfried

Moin,

Winfried Bayer schrub:

Klar.

Das hätte ich so geplant. Ob Schlitzdüse weiß ich noch nicht, ich hab die Auslegungsrechnung erst mal etwas auf Eis gelegt. Aber tangentiale Einströmung ist schon klar. Wobei mir so eine Lösung wie ein Schneckenhaus auch gut gefällt, also eine Spirale mit einer Umdrehung. Das kommt mir einfacher baubarer vor..

Wichtig dabei ist, dass am unteren Rand des Tauchrohres die Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, dass Tropfen runter fallen können und nicht mitgerissen werden. Der Vorteil gegenüber Staub ist bei Wasser jedoch, dass solche Tropfen von Natur aus eine gewisse Mindestgröße haben.

Dafür ist IMO die Schürze gut, von der ich gelesen habe: Das Tauchrohr ist zwar relativ eng und zylindrisch, aber um das Tauchrohr ist ein weiteres Rohr von deutlich größerem Durchmesser gestülpt welches oben platt angeklebt ist. Wassertropfen die unkontrolliert vom Einlauf ausgehend herumspritzen sollten an diesem Rohr hängen bleiben und - wegen des großen Durchmessers - ganz gemütlich abtropfen können. Aber ein Kegel als Auslass ist natürlich auch eine Idee...

Ich will das Ding nicht optimieren, sondern einfach bauen und dann soll es funktionieren:-). Im Ernst: ich hoffe ich kann das Ding so auslegen, dass es so überdimensioniert ist, dass es ohne viel Herumprobieren funktioniert. Gerade grübele ich daran herum, den Volumenstrom zu messen - dazu habe ich ein Differenzdruckmessgerät gefunden. Und ein Venturi-Rohr zusammengebastelt. Ich hoffe damit genauere Messungen machen zu können, als die bisherige Auskunft von Leuten, die da arbeiten: 'Den Druckluftabsteller halb aufdrehen, das kommt schon hin' oder 'wenn es so laut zischt, ist gut' :-)

Meine Hoffnung ist, dass so ein Abscheider wenn er meinetwegen für 200l/min funktioniert, bei 2l/min auch funktioniert: Dann ist zwar der Wirbel und damit die Fliehkraft nicht so groß, dafür verweilt die Luft länger im Abscheider und die Schwerkraft hat mehr Zeit, die Tropfen abzuscheiden. Deswegen hoffe ich halt, dass ich eine Mindestgröße ausrechnen kann, ab der auch ohne all zu genaue Optimierung davon auszugehen ist, dass das Teil funktioniert.

Apropos Optimierung: Ein übliches Kriterium dürfte ja wohl sein, dass der Druckverlust möglichst gering ist. Das interessiert mich momentan noch garnicht, ich habe Druckluft mit 10bar und brauche Wind - der Druckabfall dazwischen passiert in langen Leitungen, Stellventilen,... und mit dem Befeuchter dann halt auch in diesem Gerät, das kratzt nicht, irgendwo im System müssen die 10bar sowieso weg.

CU Rollo