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Kaminfritzel
Anmeldungsdatum: 22.07.2011
Beiträge: 5
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 Kaminfritzel Verfasst am: 22. Jul 2011 15:49 Titel: austrittsgeschwindigkeit kamin |
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Meine Frage:
als laie sind manchmal auch ein fache dinge schwierig. ich habe eine frage zur austrittsgeschwindigkeit von luft aus einem kamin.
frage:
in ein einseitig geschlossenes rohr von 1m durchmesser und 5m länge werden aus seitlichen düsen 100m³ luft in der minute eingeblasen. 1 meter weiter wird die luft auf 300°C durch befeuerung erhitzt. mit welcher geschwindigkeit tritt die luft auf der offenen seite aus?
Meine Ideen:
es muß eine formel geben, die lautet v max=.... oder besser Caus=....
ich habe die formeln für triebwerke angeschaut, aber hier wird immer die kraft F berechnet,...grübel |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 22. Jul 2011 20:30 Titel: Re: austrittsgeschwindigkeit kamin |
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| Kaminfritzel hat Folgendes geschrieben: | | in ein einseitig geschlossenes rohr von 1m durchmesser und 5m länge werden aus seitlichen düsen 100m³ luft in der minute eingeblasen. 1 meter weiter wird die luft auf 300°C durch befeuerung erhitzt. mit welcher geschwindigkeit tritt die luft auf der offenen seite aus? |
Um das zu berechnen, musst Du noch wissen, mit welcher Temperatur die Luft eingeblasen wird. Der Querschnitt des Rohres ist zuwar auch nicht gegeben, aber da soll man wohl von einer Kreisfläche ausgehen. Mit diesen Werten ist die Sache einfach: Ausdehnung der Luft berechnen und den resultierenden Volumenstrom durch die Querschnittsfläche dividieren. |
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Kaminfritzel
Anmeldungsdatum: 22.07.2011
Beiträge: 5
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| Kaminfritzel Verfasst am: 23. Jul 2011 08:29 Titel: das kann sorry nicht stimmen |
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hallo drstupid, danke erst mal für die antwort..
aber das kann sorry nicht stimmen.
ich nehme die werte 1m durchmesser- 1,2kg/m³ und 1013mbar und 20°C
wenn ich mit den normalen gasgleichungen p1/p2=T1/T2 und p1/p2=V1/V2
rechne, kommen 202m³/min raus und in die Volumenstromgleichung V=c*A eingesetzt kommen 4,2m/s raus.....!! und das ist falsch!!
denn wenn ich die gleich berechnung mit tatsächlichen triebwerkstemperaturen durchführe...hier wären es +2000°C kommen auch nur 16m/s raus...und da fällt jeder flieger runter
also solltest du dir die zeit nehmen wollen bitte in nachvollziehbaren schritten vorrechnen...... |
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Quant..
Gast
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| Quant.. Verfasst am: 23. Jul 2011 13:12 Titel: |
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Ich hoffe du hast für deine Berechnungen bei der Düse nicht auch den Durchmesser 1m genommen. Wenn ich mich recht erinnere war der Durchmesser der Austrittsdüse (Ich glaube es war ein A320) so in der Größenordnung 10cm (Wenn überhaupt!)
Gruß |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 23. Jul 2011 14:07 Titel: Re: das kann sorry nicht stimmen |
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| Kaminfritzel hat Folgendes geschrieben: | | [...] kommen 4,2m/s raus.....!! und das ist falsch!! |
Nein, das ist richtig.
| Kaminfritzel hat Folgendes geschrieben: |
denn wenn ich die gleich berechnung mit tatsächlichen triebwerkstemperaturen durchführe...hier wären es +2000°C kommen auch nur 16m/s raus... |
Da kämen nur 16 m/s raus, wenn sich ein Triebwerk wirklich nur durch die Temperatur von einem Kamin unterschieden würde. Aber das ist natürlich nicht der Fall. Wie Quant.. schon sagte, ist der Düsenquerschnitt kleiner und vor allem ist der Volumenstrom ein paar hundert mal so groß. Davon abgesehen hat man es in einem Strahltriebwerk nicht nur mit isobaren, sondern auch mit isentropen Zustandsänderungen zu tun (Joule-Prozess), weshalb sich der Vergleich mit einem simplen Kamin verbietet.
Zuletzt bearbeitet von DrStupid am 23. Jul 2011 18:24, insgesamt einmal bearbeitet |
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Kaminfritzel
Anmeldungsdatum: 22.07.2011
Beiträge: 5
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| Kaminfritzel Verfasst am: 23. Jul 2011 18:13 Titel: mal danke für die vielen antworten |
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so eine bestätigung...das stimmt so..ist natürlich schon wichtig
als laie stehst nämlich vor den formeln und kannst nicht entscheiden, was für eine gilt..ich hab da noch Vmax= wurzel 2*g*H*deltaT/To...und wenn ich das mit 300°C rechne, dann kommt was mit 30m/s raus....grübel
und die formel von triebwerken kann ich gar nicht auflösen, weil die immer F= rechnen und ich nicht weiß, wie ich zu Caus=... auflösen soll.
ich möcht das mit euch noch nicht beenden...da sind schon noch ein paar problemchen
der kaminfritzl |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 23. Jul 2011 18:29 Titel: Re: mal danke für die vielen antworten |
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| Kaminfritzel hat Folgendes geschrieben: | | ich hab da noch Vmax= wurzel 2*g*H*deltaT/To...und wenn ich das mit 300°C rechne, dann kommt was mit 30m/s raus |
Diese Formel gilt für freie Konvektion - also für den Fall, dass das senkrecht stehende Rohr oben und unten geöffnet ist und die Luft frei durch den thermischen Auftrieb hindurchströmt. In Deinem Fall ist das Rohr aber an einer Seite geschlossen und die Strömung wird durch die Düsen erzwungen. |
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Kaminfritzel
Anmeldungsdatum: 22.07.2011
Beiträge: 5
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| Kaminfritzel Verfasst am: 23. Jul 2011 18:55 Titel: uuups... |
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uuuups, das ging aber schnell...
so schnell kann ich gar nicht rechnen...ich bin halt praktiker
aber vorab....lassen sich die techniken des einblasens und der freien konvektion sinnvoll mischen...
also dassoben raus kommt v=..einblasen + konvektion
ich dachte aber immer, dass das bei kurzen kaminen mehr nach dem schema fesselbalon läuft...
also je mehr luft verdrängt wird (darum einblasen) desto schneller steigt sie nach oben?
gruß
fritzel |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 23. Jul 2011 19:56 Titel: Re: uuups... |
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| Kaminfritzel hat Folgendes geschrieben: | | aber vorab....lassen sich die techniken des einblasens und der freien konvektion sinnvoll mischen... |
Prinzipiell ginge das, aber in diesem Fall gibt es ja keine freie Konvektion. Der komplette Massestrom wird ausschließlich durch die Düsen bestimmt. Anders wäre das, wenn das Rohr nicht einseitig geschlossen wäre. Das kann dann aber ziemlich kompliziert werden.
| Kaminfritzel hat Folgendes geschrieben: | ich dachte aber immer, dass das bei kurzen kaminen mehr nach dem schema fesselbalon läuft...
also je mehr luft verdrängt wird (darum einblasen) desto schneller steigt sie nach oben? |
Bei Kaminen funktioniert das auch so, aber bei der von Dir beschrieben Konstruktion nicht. Da kann ja oben schließlich nicht mehr rauskommen, als unten rein geht und wie viel rein geht, bestimmen allein die Düsen.
Bei einem Rohrduchmesser von einem Meter und einer Strömungsgeschwindigkeit, die unter der der freien Konvektion liegt, könnte es theoretisch passieren, dass oben kalte Luft einströmt. Aber auch das lässt sich theoretisch nicht einfach beschreiben, weil es zwischen den in entgegengesetzten Richtungen aneinander vorbei strömenden Fluiden zur Kelvin-Helmholtz-Instabilität kommen kann. Ob und wenn ja welche stationäre Strömung sich da an der Öffnung einstellt ist schwer vorhersagbar. |
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Kaminfritzel
Anmeldungsdatum: 22.07.2011
Beiträge: 5
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| Kaminfritzel Verfasst am: 24. Jul 2011 08:37 Titel: Erweiterte Austrittsgeschwindigkeit |
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Ich ändere die Kaminsituation etwas.
der kamin hat 1m durchmesser, 5m höhe,- in einem meter höhe werden die bekannten 100m³ luft eingeblasen, in 1,5m wird auf 300°C befeuert. 1x im halbjahr muß der kaminfritzel den kamin reinigen. dazu gibt es unten am sockel 2 klappen a 1m². wie hoch ist die austrittsgeschwindigkeit, wenn ich die beiden klappen öffne?
vereinfacht rechne ich mit 600K und 300K und verwende die formel Vmax=wurzel 2*g*H*deltaT/To= 2*9,81*5*1wurzel= 9,9m/s
Kann man sagen, dass die oben schon errechneten 4m/s mit den 9,9m/s summiert werden?...in dem augenbick, da der kaminfritzel die klappe öffnet
hat die luft knapp 14m/s austrittsgeschwindigkeit?? |
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