realer Fall: Schwungrad: Leistung ?

flipperbeat · Anmeldungsdatum: 12.02.2009 Beiträge: 4

hallöchen !

ein 9 kg schweres guss-schwungrad einer alten tretnähmaschine wird mechanisch angetrieben.

es erreicht so eine drehzahl von 240 U/min (4 U/sek). diese wird (ohne last) konstant gehalten. der durchmesser des rades beträgt 40 cm.

laut formel (aus dem forum) habe ich nun, wie gleich folgt, so gerechnet, um die rotations-leistung des schwungrades (in watt) zu ermitteln:

1 J = 1 watt sek ----> die maschine erbringt eine leistung von 56,85 watt sek, kann man das so sagen, und was bedeutet es ?

wie könnte man nun eine aussage darüber treffen, was die maschine an dauerleistung erbringt, wenn z.b ein generator zur stromerzeugung angekoppelt wird ?

ist mir irgendwie etwas dubios die sache, kennt sich da evtl. jemand besser mit aus ?

grübelnd

Braino · Anmeldungsdatum: 23.11.2006 Beiträge: 57 Wohnort: Aachen

Erstmal: Deine Rechnung sieht gut aus.
Aber: Das mit der Leistung ist aber nicht so einfach, denn die Leistung ist per Definition Arbeit bzw. Energieänderung pro Zeit. Deine Argumentation stimmt daher nur, wenn das Schwungrad seine ganze Energie in genau einer Sekunde gleichmäßig abgibt. Dann erbringt es während dieser Sekunde konstant eine Leistung von rund 57 Watt (nicht Wattsekunde).
Energieträger (wie das rotierende Rad) vollbringen ja per se noch keine Leistung. Leistung kommt erst dann ins Spiel, wenn die Energie abgezogen und auf ein anderes System (Verbraucher) übertragen wird. Wir können aber zu der Leistung keine Angaben machen, da wir über die Energieänderung keine Informationen haben.

flipperbeat · Anmeldungsdatum: 12.02.2009 Beiträge: 4

dank dir braino, hab mir irgendwie so etwas in der richtung schon gedacht. daher habe ich noch schnell ein paar hebeversuche mit verschiedenen gewichten durchgeführt. (ein bremsdynamo kann ich nicht so gut an die welle anschließen, da eine kleine unwucht besteht.)

habe daher gewichte von: 0,5 kg, 0,7kg und 1,0kg verwendet.
habe diese dann mittels schnur 1,55m, 2,4m und 5,15m mit der welle des schwungrades hochgezogen.

die drehzahl sank dabei natürlich ab: je schwere desto mehr: klar.

doch die 0,5 kg wurden über die 5,15 m innerhalb von 16,1 sek recht gleichmaßig bis zum schluss hochgezogen.

als energiequelle dient mir für meine versuche an der maschine ein normaler 50 watt
tischventilator, der zuerst ein paddel antreibt, das dann über eine pleuelstange und einen kurbelzapfen die schwungscheibe beschleunigt und diese 240 u/min konstant hält.

wenn ich nun diesen versuch mit den 0,5kg und den 5,15 m in eine leistungsformel packe, so würde ich ja

p = f x s/t --> p= 5N x 5,15m/16,1sek = 1,6 watt

(sieht jetzt schon ganz anders aus als 57 watt) erhalten.

diese 0,5kg wären evtl. sogar das gewicht, das meine maschine auch über eine hebestrecke von vielen metern packen könnte.

aber soviel höhe habe ich leider nicht zur verfügung.(wieviel meter bräuchte man denn für ein eindeutiges ergebnis ?)

könnte man so etwas als aussagekräftigen ersatz für z.b. ein bremsdynamoversuch
bewerten ?

oder wäre das einfach unrealistisch aufgrund des hohen gewichtes der schwungmasse ?

ziel ist es ja demnächst nichts mehr zu heben, sondern ganz zeitgemäß einen generator anzuschließen.

allerdings den passenden für diese zwecke kann ich mir jetzt noch gar nicht vorstellen.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wozu soll das ganze gut sein? Was möchtets du genau zeigen oder ausprobieren?

Ist es richtig, dass du in der Schwungmasse Energie speihern möchtest. Wenn du diese auf die Nenndrehzahl beschleunigst hat sie die von dir berechnete Energie.

Wenn du den Antrieb nun abschaltest, so geht diese Energie in Reibung verloren. Wenn du etwas hochziehst, dann geht ein grosser Teil in potenzielle Energie über. Die dabei auftetende Leistung ist das Produkt aus g, m und v der zu hebenden Masse.

Aber mit einem Generator hat dies gar nichts zu tun, da es bei einem solchen um eine "Energieübertragung" geht; und die hat mit dem Trägheitsmoment nihts zu tun, wie schon @braino bemerkt hat.

Aber vielleicht versteh ich nur nicht was du vorhast...

flipperbeat · Anmeldungsdatum: 12.02.2009 Beiträge: 4

hallo schnudl, auch dir vielen dank für deinen beitrag !

hast recht, muss mal meine formulierung präzisieren für mein anliegen. also, ich habe mir eine kleine windkraftmaschine gebaut. diese wird zur zeit nur durch den luftstrom eines ganz normalen handelsüblichen 50 watt tischventilators angetrieben, den jeder zu hause rumstehen hat.

im freien kann ich die maschine zur zeit nicht testen und ein windkanal steht bzw. stand mir auch nicht zur verfügung.

also, not macht ja erfinderisch. jetzt ist mir das zuvor beschriebene nur mit hilfe des ventilators als antriebsquelle gelungen. irgendwie hat mich das schon überrascht, mit so wenig wind ein 9 kg schweres und 40 cm großes schwungrad auf sogar bis 247 u/min zu bringen. und solange wind einströmt bleibt die drehzahl ja konstant.

nur habe ich nach wie vor das problem, das erreichte in eine leistungsformel zu packen. so wie die windräder mit z.b. 35 % wirkungsgrad. dann weiß jeder sofort bescheid.

die betz`sche wind-leistungsformel ziehe ich natürlich auch zu rate, um einen wirkungsgrad zu berechen, aber nach wie vor ist das anliegen, was diese angetriebene 9 kg masse an abnehmbarer dauerleistung mit diesem luftstrom hergibt.

und daher dieser hebeversuch mit den unterschiedlichen gewichten.der luftstrom wird ja dabei nicht abgeschaltet. wenn diese maschine tatsächlich einen guten wirkungsgrad hat, möchte ich natürlich eine größere bauen, die dann im freien sauberen strom produzieren soll.

vielleicht hilft dies jetzt mehr zum verständnis der ganzen sache.

schöner gruss: flipperbeat
Nach oben
Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden