- MultiPlus Wechselrichter Insel und Nulleinspeisung Conrad         
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Thema: Verluste in Luftverbindungen minimieren ? (gelöst)

  1. #21
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Zitat Zitat von PICture
    ... Genau, ich habe ... gedacht ... die "b" Variante verwende ... Verdacht bestätigt, dass das die schlechteste ist ...
    Uuuuups - ist Dir aufgefallen, dass die "b"Variante die OBERSTE Skizze ist? Diese Lösung ist eigentlich nicht die schlechteste, die ist gut. Die MITTLERE Variante ist schlecht ! !

    Zitat Zitat von PICture
    ... Die beide Rörchen werden einfach bis zum direkten kontakt ("Anschlag") in die Muffe geschoben. Bei meinem Druckmesser ist es egal, weil da keine Luft sich bewegt, oder ...
    Keine Luftbewegung ist fast richtig - da die Flüssigkeit zur Anzeige des Drucks bewegt werden muss - bis zum anstehenden Wert jedenfalls - ist etwas Luft durchzupusten, aber das ist sehr wenig! Hier genügen wirklich dünne Leitungen, Wirbelbildung spielt hier keine Rolle.

    Zitat Zitat von PICture
    ... tatsächlichen Verbindungen ... schneide ich den Schlauch unter nötigem Winkel und klebe ich zusammen ...
    Kleben - nicht Schweissen ! ? ! ? Auf alle Fälle beachte bitte, dass INNEN im Schlauch keine Wülste stehen bleiben, auch keine Klebstoffreste. Die stellen ziemlich widerstandsintensive Drosseln dar!

    Zitat Zitat von PICture
    ... fachen "Verstärker" durch 1:10 Neigung des Röhrchens bauen ...
    Ja, das ist ganz gut, das Schrägrohrmanometer 1:10 aufzubauen, bei Deinen Drücken dürfte das sogar 1:20 oder mehr sein. Bitte beachte, dass die Messung der tatsächlichen Höhe am jeweils aktuellen Wasserspiegel des Vorratsbehälters beginnt und am Ende der Wasserfüllung im Steigrohr etwa in der Mitte des Rohrdurchmessers endet.

    Und danach wäre der Staudruck zu berechnen, um an die Geschwindigkeit zu kommen. Der Staudruck steigt mit dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit und mit der Dichte des Fluids. Luft wiegt bei Dir rund 1,2 kg/m³ - in unserer Rechnung müssen wir das in einer anderen Dimension schreiben: 1,2 kg/m³ = 1,2 Ns²/m4 (pro Meter hoch 4).

    Der Staudruck pST = ρ/2 * v² (halbe Dichte mal Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit).

    Nehmen wir an, Du misst einen Staudruck von 12 mm WS. Das wären (bitte nicht auf die letzten Stellen gucken *ggg*) 120 N/m². Für die Strömungsgeschwindigkeit errechne ich damit

    v = wurzel ( 2 * pST / ρ ) = wurzel ( 2 * 120 N/m² / ( 0,6 Ns² / m4) )
    ...= 20 m/s

    Das wäre also ein recht hoher Wert, bei dem schon ein hoher Strömungswiderstand entsteht. Ich hoffe, dass Dein Gerätchen und die Messungen gut und störungsfrei laufen werden.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  2. #22
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Vielen Dank für dein Rechenbeispiel!

    Klar, dass ich die "b" Variante gemeint habe, aber nicht genau geschaut und davon ausgegangen, dass "a" ganz oben ist.

    Die an "Kurven" der schräg abgeshnittenen und zusammen geklebten Schläuchen enstandene "Ecken" fülle ich mit ein paar Tropfen Kleber und warte ziemlich lange bis es trocknet. Bisher konte ich leider den Widerstand solchen Verbindungen nicht objectiv messen und somit nicht optimieren.

    Mit meinem theoretisch einfachem zum Bauen Staurohr sieht es leider schlimmer als erwartet aus. Das einzige dunne Rörchen aus Kunststoff, die ich unter ziemlich starker Erwärmung um 90° biegen konnte, stammt aus ener Kugelschreibermiene mit Innendurschmesser um 2 mm und Wanddicke um 0,5 mm.

    Sonst habe ich in der Apotheke dickste Injektionnadel mit ca. 0,5 mm Innendurchmesser kaufen können, durch die, kann man jedoch mit dem Mund gar nicht durchblasen. Deswegen denke ich dass sie für meinen Unterdruck in Letungen um max. 50 mm WS unbrauchbar sind.

    Die einzige Injectionsnadel mit Innendurchmesser 2 mm, die ich hatte, ist trotz innen eingelegtem Kupferdraht bei ca. 80° gebrochen. Ich habe noch ein Rörchen aus Kupfer gefunden die von Durchmessern gleich dem aus Kugelschreiber ist.

    Es sollte eigentlich egal sein was für einen permanenten Widerstand dieses Staurohr erzeugt, da es immer direkt an der Unterdruck erzeugender Luftpumpe hängt, vor den Leitungen, dessen Widerstand ich messen will. Stimmt es ? Wenn nicht, wo muss es angeschlossen werden, damit es die Messung (fast) nicht beeinflusst ?

    MfG

  3. #23
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Picture,

    versuch's doch einfach mal mit so einem Plastik-Strohhalm; so einem mit "Ziehharmonika", den man knicken kann. Der hat zwar einen grösseren Durchmesser und stört die Strömung, aber das kannst Du bei bekanntem Rohrquerschnitt weg-kalibrieren. Mit ein bisschen Pappe und Klebeband kannst Du den Halm so fixieren, dass er im Luftstrom nicht umherwedelt . - Oder, wenn Du sowieso einen 90°-Knick im Rohr hast, dann steck' das Staurohr doch einfach von da aus entgegen der Strömungsrichtung ins Rohr - dann brauchst Du es gar nicht zu knicken. - Dicke Injektionsnadeln sind auch in den Nachfülltinten-Sets für Tintenstrahldrucker zu finden.

    Du hast recht: Bei gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit im Hauptstrom ist der Strömungswiderstand im Staurohrs unwichtig. Aber - bei Druckänderungen verändert sich das Luftvolumen über der Flüssigkeitssäule im U-Rohr. Die verdrängte Luft muss durch das Staurohr zu- und abströmen. Bei einem dünnen Staurohr geht das langsamer vonstatten, d.h. die Anzeige reagiert auf Geschwindigkeitsänderungen träge.

    mare_crisium

  4. #24
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo mare_crisium!

    Herzlichen Dank fürs Analisieren und Bestätigen meiner Überlegungen.

    Ich habe schon ein fertiges Staurohr geschafft, das für meine Aufforderungen hoffentlich gut ist. Die um 90° gebogenes Kunststoff Röhrchen aus Kuli habe ich in einen Kunstoffschlauch mit Innendurchmesser 13 mm eingeklebt und von beiden Seiten einen Schlauch mit einem Innendurchmesser 10 mm mit Kleber beschmiert und bis zu dem gebogenem Röhrchen eingeschoben (siehe Skizze im oberen Code).

    Mt dem Druckmesser habe ich das gebogene Röhrchen mit einem dünnen und flexiblen Schlauch (innen 5 mm) verbunden. Das Endstück von dem Schlauch wird mit gefärbtem Wasser (Coca Cola light) gefüllt und einen gewünschten Druckmesser mit "Verstärker" bilden. Den Druckmesser möchte ich drehbar machen, damit ich die "Verstärkung" varieren könnte, um immer nötige Empfindlichkeit zu haben. Somit habe ich einen Mesgerät welches vergleichbar mit einem Oszilloskop mit Tastkopf ist (bin ein Elektroniker und die Analogie ist mir gerade als beste eingefallen).

    Mein ziel ist die Strömungsverluste nur minimalisieren und nicht absolut messen. Deswegen brauche ich keine legale Einheiten und Kalibration der "Messanlage". Mir gehts vor allem um das, dass ich nach jeder Änderung eines Teils meiner pneumatischer "Schaltung" gleich "sehe" und beeurteilen kann, ob die Strömung grösser oder kleiner als vorher ist. Es ist, meine Meinung nach, völlig ausreichend fürs Minimalisieren der Verbindungsverluste.

    MfG

  5. #25
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    Hallo!

    Erstes schnelltest meines Staurohrs hat gezeigt, dass bei Anschliessen an Luftpumpe mit ca. 35 mm WS Unterdruck, der gemessene Unterdruck nach anschliessen des Staurohrs an statichen Druckmesser beträgt ca. 4 mm WS.

    Daraus ergibt sich die minimale nötige "Verstärkung" als ca. 10-fache um "dynamischen" Druck ungefähr gleich dem statischen zu haben. Das gilt aber wahrscheinlich nur beim von mir überall im Bot benutzten innerem Leitungsdurchmesser von 10 mm, da der gemessene statische Druck dem Ergebnis von Messung der Luftgeschwindigkeit in der Leitung entspricht.

    Nach dem Rechenbeispiel von oberallgeier ist die ausgerechnete Luftgeschwindigkeit v = 11,547... m/s also fast gleich der von ihm empfohlener. Ich kann also wahrscheinlich in meinem Bot Leitungen mit 10 mm verwenden.

    Den Druckmesser will ich so wie im unterem Code skizziert aufbauen. Der tatsächlicher Staudruck heff wird auf Grund der Höhe h und dem Neigungwinkel fi laut folgender Formel ausgerechnet:

    heff = h / sin fi

    Weil ich nur Unterdruck messen werde, ist der neue und kleinere Druckmesser vereinfacht, wie der Manf vorgeschlagen hat, ohne "U" Röhrchen, nur mit Wasserbehälter unten gebaut.

    Die Trägheit wächst mit der Verstärkung. Beispielweise bei Verstärkung um 20 und ca. 70 mm WS Unterdruck (bei dieser Verstärkung), ist bei mir die Zeitkonstante tau = ca. 1 min, das heisst, das die Wassersäule kehrt zur Ausgangsposition erst nach 5 Minuten zurück! Diese Trägheit hat aber den Vorteil, das die Wassersäle nicht mit den schnellen Änderungen der Luftgeschwindigkeit im Staurohr wackelt. Die Auagangsposition, zu der die Wassersäule zurückkehrt, kann sich bei jeder Messung sogar um 10 mm ändern, was jedoch bei Wergleichsmessungen für mich keine Rolle spielt.

    Meine "Testmessung" mit unbekannter Verstärkung hat volgendes ergeben:

    Nur Luftpumpe........ : 100 mm
    Mit Schlauch 13 mm : 161 mm
    Mit Schlauch 10 mm : 248 mm

    Die beide am Ausgang der Luftpumpe angeschlossene Schläuche waren 2,5 m lang und es ist Innendurchmesser angegeben. Der Unterschied ist für mich unglaublich, da der 10 mm Schlauch hat die einströmende Luft ca. 2,5-fach stärker "gebremst" als der 13 mm!

    Inzwischen ist mir noch eingefallen, dass man die Fördermenge einer Luftpumpe durch Aufblasen eines Luftballons messen kann.

    Auf dieser Stelle möchte ich allen Helfer, vor allem dem oberallgeier und mare_crisium, besten Dank für Ihr Geduld und Ratschläge aussprechen, die meine Gedanken immer in optimale Richtung gelenkt haben.

    MfG
    Code:
                              A   zum Druckmesser
                              |
                              |
    
                             | |
                             | |
                             | |  geklebt
                             | | /
                +-----------#| |#-----------+
                |///////////#| |#///////////|
         +------+############| |############+-------+
         |\\\\\\\\\\\\\\\\\\|| ||\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
         +------------------+| |+-------------------+
                         ___/ /
             ---->       ____/
    
         +------------------+   +-------------------+
         |\\\\\\\\\\\\\\\\\\|   |\\\\\\\\\\\\\\\\\\\|
         +------+###########+---+###########+-------+
                |///////////////////////////|
                +---------------------------+
    Code:
                                    --------
                                   / ------- zum Staurohr
                                  / /
                                 / / <
                                / /   \
                               / /     \
                              / /       \
                             / /         \
                            / /           \
                           / /             |
                          / /    Winkel fi |
                         / /               |
                        / /                |
                       / /                /
                      /-/-----           /
                     /./     A          /
                    /./      |         /
                   /./       |h       /
              /\  /o/--------|-------<
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           /   /./\          V
          /---/.//------------
         /..././/
         \.././/
          \..//
           \./

  6. #26
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    Hallo!

    Ich kann leider noch nicht alles, was ich will, "messen". Da ich einen möglichst guten Raumpfleger bauen möchte, will ich nicht nur Leitungen, sondern auch Teile mit sich änderndem Querschnit (z.B. Saugdüse) optimieren.

    Es ist manchmal unmöglich einen konkreten Querschnitt zu finden, deswegen ist mir eine Idee eingefallen, dass ich das Pitotrohr, das die Geschwindigkeit der Luftströmung misst, ohne sie im Rohr plazieren, in der Strömung provisorisch befestigen könnte. Das sollte dann die Fördermenge, die durch die ganze pneumatische "Schaltung" flesst, beobachten lassen. Dank der grosser Trägheit meines statischen Druckmessers werden praktisch alle schnelle Änderungen der Luftgeschwindigkeit automatisch geglättet und somit gemittelt.

    Ich habe z.B. einen Radiallüfter (siehe Skizze im oberen Code), der die Luft durch definierten Durchmesser saugt und in allen Richtingen in die Umgebung bläst. Wenn ich ihn an irgendwas anschliesse, könte ich die Strömung der auscheidender Luft bisher nicht überwachen, da der Weg der ausströmender Luft undefiniert ist.

    Als Pitotrohr habe ich ein spitzartig gefeiltes Röhrchen mit Aussendurchmesser 4 mm aus Kupfer genommen. Den Innendurchmesser wurde von 2 mm auf 3 mm mit einem Bohrer bis zur Biegung vergrössert, was theoretisch ca. 2-fache Vergrösserung des statisches Luftdrucks bringt, ohne Erhöhung des Widerstandes für strömende Luft (siehe Skizze in unterem Code).

    Dieses mechanisch stabiles Pitotrohr lässt sich problemlos in jedes mit 4 mm Durchmesser gebohrten Stück Schlauch aus Kunststoff einstecken. Dieses Stück kann dann in jeder Abschnitt der untersuchter Leitung mit zwei entsprechenden Muffen (ohne Klebstoff) eingefügt werden. Somit kann ich jetzt (fast) überall die Geschwindigkeit der Lüftströmung beobachten.

    MfG
    Code:
                                   zum  Druckmesser
    
                                           ||
                                           ||
                          |                ||
          +------------+  |  +------------+||
          |            |  V  |            |||
          +------------+     +------------+||
                                        __/ /
              |  |  |  |  |  |  |  |  | ___/ -->
              +-----------------------+
          +---------------|---------------+
          |               |               |
          +---------------|---------------+
                       .-----.
                       |     |
                       |     |
                       |     |
                       |     |
                       '-----'
    Code:
                                               > 2 <
                                              | | | |
                                              | | | |
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