Physikerboard.de :: Thema-Überblick - Thermischer Auftrieb in einem Aufwindkraftwerk

Felder · Verfasst am: 14. Apr 2014 16:35 Titel:

Danke, das hat mir schon sehr geholfen.
Allerdings habe ich noch keine Lösung dafür gefunden wie sich die Luft unter dem Kollektor verhält. Durch die zur Mitte angewinkelte Glasscheibe, am Fuß des Turmes muss ja ein viel größerer Volumenstrom entstehen.
Weiß einer von euch vielleicht wie ich das berechnen kann, oder wo (zb Buch) ich das nachschlagen kann?

D2 · Verfasst am: 10. Apr 2014 17:14 Titel:

Da war was ähnliches hier
http://www.physikerboard.de/topic,9292,-konkrete-fragen-zu-natuerlicher-konvektion-sowie-kamineffekt.html

Felder

Meine Frage:
Hallo Community,
ich studiere erneuerbare Energien an einer FH und im Rahmen einer Projektarbeit muss ich ein Modell eines Aufwindkraftwerks bauen.
Bevor ich jedoch mit dem Bau beginnen kann, muss ich berechnen in welche Teile und in welcher Größe ich diese kaufen soll.
Da bei unserem Studiengang nie Thermodynamik unterrichtet wurde fallen mir die Berechnungen und die Interpretation der Ergebnisse sehr schwer.

Als Grundfläche wollte ich eine ca. 1,50*1,50m schwarz angestrichene Sperrholzplatte nehmen. Für den Kollektor habe ich mir eine, passend zur Grundfläche, Plexiglasscheibe vorgestellt, die zur Mitte hin leicht angewinkelt ist. Als Turm muss ein bis zu 1m hohes Rohr herhalten.

Die Frage ist jetzt welches die effektivsten Größen sind, also Turmdurchmesser,-höhe und Kollektorhöhe,-winkel.

Meine Ideen:
Als Ansatz für den Turm habe ich mal versucht den Auftrieb der Luft über die Dichteunterschiede zu errechnen.
In einem Versuch habe ich ermittelt, dass die Temperatur zwischen Plexiglas und Holz auf 47°C steigt.
Roh47 = 1,10305kg/m³ (Dichte bei 47°C)
Roh20 = 1,2041kg/m³ (Dichte bei 20°C)

mit h = 1m, g = 9,81m/s² habe ich die Druckdifferenz ausgerechnet

deltaP = h*g*(Roh20-Roh47)
deltaP = 0,991 Pa

Die Geschwindigkeit (v) habe ich mithilfe von Bernoulli berechnet
v = sqrt(2*deltaP/Roh47)
v = 1,34046 m/s

Wie realistisch ist die Zahl?
und wie kann ich auch noch das Kollektorfeld in die Rechnung mit einbeziehen?
Über Hilfe würde ich mich sehr freuen.
MfG