Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Turbina cugowa. Perpetum mobile ?

bestia1978 18 Maj 2008 10:38 9951 28
  • #1 18 Maj 2008 10:38
    bestia1978
    Poziom 12  

    Witam. Nie chciał bym mnożyć tematów bo o perpetum mobile już jest. Jednak mój temat jest trochę inny: Kilka lat temu przyszło mi to do głowy że jak umieścimy u wlotu komina wiatrak to się kręci. Im wyższy komin tym lepiej. Wiatrak kręci się chyba zawsze bez względu na wiatr. Jest to spowodowane tym że wysoko jest niższe ciśnienie niż przy ziemi. Jak by użyć takiego komina jak mają w elektrociepłowni to można by w ten sposób wytworzyć pewną energię. Co na ten temat sądzicie?

    0 28
  • #3 18 Maj 2008 14:32
    revolt
    Poziom 34  

    A gdzie tu perpetum mobile?

    0
  • #4 18 Maj 2008 14:59
    Quarz
    Poziom 43  

    revolt napisał:
    A gdzie tu perpetum mobile?
    Zostało tylko mobile :D

    0
  • #5 18 Maj 2008 16:00
    sfera2
    Poziom 14  

    Praktyczne wykorzystanie cugu kominowego, to zabudowanie wiatraka w chłodni kominowej. W mniejszych obiektach niż kominy chłodni wodnej raczej nieopłacalne ze względu na ilość uzyskanego energii elektrycznej.

    0
  • #6 22 Maj 2008 19:53
    michalak92
    Poziom 18  

    bestia1978 napisał:
    Wiatrak kręci się chyba zawsze bez względu na wiatr.


    Jeżeli dostarczy się mu ilość energii pozwalającą do wprawienia go w ruch to się będzie kręcił.

    0
  • #7 24 Maj 2008 13:57
    fotonn
    Poziom 28  

    Czytając gdzieś tutaj o Silniku Adamsa i innych tego typu "wynalazkach", w pierwszej chwili chciałem zapytać: - kim był Cugow? :)
    Ale na poważnie. Widać, że kolega Bestia z wielkiego miasta pochodzi i - mimo, że górują nad nim jeszcze większe kominy - w piecu nigdy nie palił.
    Komin żadnym cudem nie jest i równanie pV/T=const obowiązuje. Żeby wystąpił pionowy ruch mas powietrza, ich temperatura w kominie, musi być wyższa niż temperatura otaczającej atmosfery. Komin "robi" tutaj za izolację termiczną. Owszem ciepłe powietrze unosi się niejako "samoczynnie" do góry, ale ten ruch konwekcyjny jest niewystarczający, aby zapewnić dopływ ilości świeżego tlenu dla podtrzymania dużego ognia w piecu. Wydostając się z komina, powietrze miesza się z otaczającym, schładza i zmniejsza swoją objętość. W ten dopiero sposób powstaje podiśnienie u wylotu, o którym piszesz, zdolne do wyciągania kolejnych porcji dymu z jego wnętrza. To dlatego, podczas rozpalania w piecu, w pierwszej chwili, kiedy ścianki komina są zimne i wędrujące do góry powietrze schładza się po drodze, często nie ma dobrego ciągu - cugu.
    Różnica ciśnień - jakby to powiedzieć - atmosferyczna, w ustalonym stanie termicznym nie zachodzi. Komin jest przecież od dołu i od góry otwarty.
    Tak więc, jeśli chcesz umieścić turbinę w kominie czynnego pieca - fajnie - lecz obawiam się, że energia uzyskana w ten sposób, w dobrze zaprojektowanej instalacji zmniejszy sprawność procesu spalania. Co innego, kiedy np. większość ciepła z pieca CO i tak ucieka w przestrzeń, a chodzi nam o to, aby nie dokładać tak często węgla. Tutaj turbina może uzupełnić, i tak stosowaną, przysłonę w kominie.
    Jeśli natomiast myślisz o wykorzystaniu nieczynnego komina - przy odpowiedniej jego długości, masz pewne szanse powodzenia. Atmosfera rzadko kiedy jest spokojna. Wskutek nagrzewania powierzchni Ziemi przez Słońce, występują prądy wznoszące. Nagrzany komin może wzmocnić to zjawisko wewnątrz.
    Wiejący "poziomy" wiatr, wskutek pewnego oporu aerodynamicznego stawianego przez komin, też pomaga wydostawać się powietrzu z jego wnętrza, choć chcąc lepiej wykorzystać to zjawisko, trzeba uzupełnić górny koniec o tzw. "strażaka", czyli obrotowy kaptur z poziomym wylotem. Normalnie stosuje się to urządzenie na niskich kominach dlatego, że podciśnienie powstaje po zawietrznej stronie przewodu, powodując "ściąganie" spalin ku dołowi. Niedopalone kawałki mogą wtedy za wcześnie spaść na np. dach pokryty papą i wywołać pożar. Ukierunkowując poziomo wylot, wydłuża się im czas opadania, tak aby zdążyły ostygnąć w powietrzu.

    0
  • #8 24 Maj 2008 14:48
    henrykS
    Poziom 20  

    fotonn napisał:
    Wydostając się z komina, powietrze miesza się z otaczającym, schładza i zmniejsza swoją objętość. W ten dopiero sposób powstaje podiśnienie u wylotu, o którym piszesz, zdolne do wyciągania kolejnych porcji dymu z jego wnętrza. To dlatego, podczas rozpalania w piecu, w pierwszej chwili, kiedy ścianki komina są zimne i wędrujące do góry powietrze schładza się po drodze, często nie ma dobrego ciągu - cugu.


    Jesteś pewien przedstawionej teorii ? Pozwolę sobie na inną :
    ciąg powstaje z różnicy temperatury powietrza zewnętrznego i
    wewnetrznego, tego domowego. Dopóki nie palimy w piecu i ta
    róznica istnieje ( w domu ciepłej niż na zewnątrz) płomień świecy
    jest wyrażnie wciągany do komina. To wszyscy wiemy: ciepłe powietrze
    jest lżejsze niż chłodniejsze, wiec wędruje w górę kominem. Jednocześnie
    do wnętrza domu napływa różnymi drogami chłodne (cięższe), które po
    ogrzaniu we wnętrzu ucieka kominem (tak zresztą działa wentylacja
    grawitacyjna).
    Teraz pora na zagadkę: skoro, jak wiemy, istnieje słaby, ale jednak
    stały ciąg w kominie w czasie, gdy nie pali sie w piecu, to jakie
    zjawisko decyduje o tym, że w czasie wspomnianego rozpalania nagle
    ciepłe spaliny zaczynają wędrować w dół, zadymiając pomieszczenie ?

    0
  • #9 24 Maj 2008 15:25
    sfera2
    Poziom 14  

    tak się przeważnie dzieje, kiedy na zewnątrz jest chłodne wilgotne powietrze. Powietrze suche z domu zanim ogrzeje i rozrzedzi powietrze wilgotne w kominie cofa się po oddaniu ciepła podgrzewając wilgotną zawiesinę w kominie.

    1
  • #10 24 Maj 2008 16:23
    henrykS
    Poziom 20  

    Zwracam uwagę, że tak przeważnie się dzieje, kiedy na zewnątrz jest
    w miarę ciepło, wiec trudno sie zgodzić z powyższym. Poza tym w domu
    powietrze przeważnie jest bardziej wilgotne, niż na zewnątrz. Mam
    inną teorię, ale chętnie zaczekam na Wasze uwagi. Jeszcze raz: przy
    zimnym kominie BEZ palenia w piecu ciąg jest prawie zawsze. Znika
    czasami podczas rozpalenia w piecu. Dlaczego ?

    0
  • #11 24 Maj 2008 16:36
    Hucul
    Poziom 39  

    Wikipedia :
    Efekt kominowy (cug) - zjawisko fizyczne powstawania spontanicznego przepływu powietrza z dołu do góry w kominach. Dzięki efektowi kominowemu zanieczyszczone powietrze samorzutnie wędruje w kominie do góry, bez konieczności tłoczenia go pompami, co jest podstawową zasadą działania wszelkich kominów. Efekt kominowy występuje też w szybach wentylacyjnych, szybach wind, szybach kopalnianych i wielu innych miejscach.

    Siłą napędową efektu kominowego są różnice temperatury pomiędzy powietrzem (lub ściślej: gazem) zewnętrznym, a wewnętrznym (w przewodzie komina). Słup wewnętrznego, ogrzanego powietrza jest lżejszy niż zimnego – zewnętrznego. Wynika z tego, że u podstawy komina w jego wnętrzu ciśnienie jest mniejsze niż na zewnątrz na tej samej wysokości. Ta różnica ciśnień wywołuje przepływ powietrza. Efekt jest tym większy im wyższy komin i większa różnica temperatur. Z tego powodu kominy są często ocieplane. W przemysłowych kominach o wysokości 100 m, efekt kominowy jest na tyle silny, że u jego szczytu, w ładną, bezwietrzną pogodę, prędkość przepływu powietrza dochodzi do 50-60 km/h.

    Często podaje się błędne wyjaśnienie zjawiska kominowego jako wynikającego z różnicy ciśnień pomiędzy wierzchołkiem, a podstawą komina wynikającą ze zmian ciśnienia atmosferycznego wraz z wysokością nad poziomem morza.

    Czasem efekt kominowy stanowi niekorzystne zjawisko, któremu trzeba przeciwdziałać. Np. efekt kominowy w szybach wind powoduje wzrost energii potrzebnej do ich obsługi, zaś efekt kominowy w klatkach schodowych wysokich budynków prowadzi do utrudnień w korzystaniu ze schodów. Przeciwdziałanie efektowi kominowemu polega zwykle na wierceniu odpowiedniej liczby otworów wentylacyjnych na całej długości szybu lub przerywaniu długich, pionowych ciągów przegrodami.

    0
  • #12 24 Maj 2008 17:18
    sfera2
    Poziom 14  

    Zawsze kiedy przed rozpalaniem jest cug, będzie w czasie rozpalania, to wiem z praktyki.
    Zimne wilgotne powietrze staje się kiedy po wyżu nadciągnie niż. Często dostaje się do komina i nawilża wewnętrzne ściany. Powietrze z domu w zetknięciu z wilgotnymi ściankami komina gęstnieje i tworzy swoisty korek blokujący cug.

    W takiej sytuacji wystarczy włożyć zapaloną kartkę papieru do drzwiczek na dole komina (służą do wybierania sadzy po czyszczeniu). Duża ilość ciepła z palącej się kartki, pogrzeje powietrze w kominie i wywoła cug.

    -1
  • #13 24 Maj 2008 22:16
    henrykS
    Poziom 20  

    Ok. zostawmy na razie ten brak cugu przy rozpalaniu - przypominam, że
    chodzi o takie zjawisko, kiedy PRZED rozpaleniem ciąg jest, co łatwo
    sprawdzić byle zapałką. Zresztą często jest tak, że tuż po rozpaleniu
    jako tako ciągnie, a po chwili już nie. Więc przyczyna
    musi być inna. Jaka ?

    Może jeszcze pokrewne pytanie: w czasie upalnej pogody, kiedy w domu
    jest chłodniej niż na zewnątrz, powietrze w kominie tworzy tzw. ciąg wsteczny
    tzn. wędruje w dół komina wtłaczając powietrze do domu (oczywiście w
    w czasie, kiedy nie palimy w piecu ). Jak można wytłumaczyć taką
    wsteczną wędrówkę powietrza ?

    Dodano po 4 [godziny] 15 [minuty]:

    Sami widzicie, że nie ma na powyższe pytania łatwych odpowiedzi.
    Mało tego- nie można znaleźć ich w necie. To, co jest, to powielanie
    starych schematów, które z faktami nie mają nic wspólnego. Nie
    spotkałem także człowieka z branży- kominiarza, który zna odpowiedź
    w oparciu o zjawiska fizyczne. W XXI wieku, w dobie internetu, proste
    sprawy sprawiają problemy. Zachęcam Was do wnikliwego traktowania
    takich "błahostek', bo to klucz do rozwijania własnej wiedzy, która
    ułatwi życie i być może pozwoli odkryć coś nowego. Pozdrawiam. HS.

    0
  • #14 25 Maj 2008 10:20
    bestia1978
    Poziom 12  

    fotonn napisał:

    Widać, że kolega Bestia z wielkiego miasta pochodzi i - mimo, że górują nad nim jeszcze większe kominy - w piecu nigdy nie palił.
    To dlatego, podczas rozpalania w piecu, w pierwszej chwili, kiedy ścianki komina są zimne i wędrujące do góry powietrze schładza się po drodze, często nie ma dobrego ciągu - cugu.


    Witam. Ja mam w kuchni podłączony wiatrak elektryczny pod wentylację. Nigdy go jednak nie włączam, bo kręci się zawsze bez względu na pogodę i temperaturę. Czasami szybciej, czasami wolniej. Jak jest silny wiatr to szybciej. Nie zauważyłem jeszcze żeby się zatrzymał. W kuchni nie rozpalam ognia. Pozdrawiam.

    0
  • #15 25 Maj 2008 11:05
    Hucul
    Poziom 39  

    henrykS napisał:
    ...Może jeszcze pokrewne pytanie: w czasie upalnej pogody, kiedy w domu
    jest chłodniej niż na zewnątrz, powietrze w kominie tworzy tzw. ciąg wsteczny
    tzn. wędruje w dół komina wtłaczając powietrze do domu (oczywiście w
    w czasie, kiedy nie palimy w piecu ). Jak można wytłumaczyć taką
    wsteczną wędrówkę powietrza ? .... Sami widzicie, że nie ma na powyższe pytania łatwych odpowiedzi.
    Mało tego- nie można znaleźć ich w necie...

    Tłumaczymy to tym samym zjawiskiem - chłodniejsze powietrze jest cięższe od ciepłego więc w kominie na dole mamy wyższe ciśnienie i ciąg wsteczny . Zjawisko to jest identyczne jak w prądach powietrznych wykorzystywanych przez ptaki i od "niedawna" przez człowieka . Paralotniarze szukają prądów wstępujących , które występują nad obszarami cieplejszymi od reszty .
    W internecie można znaleźć te informacje :)

    0
  • #16 25 Maj 2008 11:27
    henrykS
    Poziom 20  

    Ale taka interpretacja sugeruje raczej stan stabilny, czyli nieruchomy
    slup powietrza w kominie, a istnieje przecież wyraźny ruch w dół...
    Pomyślmy: wokół domu masy ciepłego powietrza, w domu trochę
    chłodniej. Przez komin wlewa się powietrze z góry na dół. Jakim cudem ?
    Cieplejsze leci do dołu ?

    Gdzie to tłumaczą w internecie ?

    0
  • #17 25 Maj 2008 20:21
    sfera2
    Poziom 14  

    Wyjaśnienie tego jest o wiele prostsze. Przyczyna takiego kichnięcia (niemożna mówić o przeciwnym cugu) jest przechodzący wyżowy front atmosferyczny. Gwałtowny wzrost ciśnienia atmosferycznego powoduje wyrównanie przez komin z niższym w domu. Z stąd ten zapach sadzy w domu.

    0
  • #18 25 Maj 2008 20:58
    Z111
    Poziom 17  

    Może chodzi tu tzw. zjawisko inwersji w atmosferze.

    Normalnie w dolinach, mniejszych lub większych zagłębieniach terenu, panuje wyższa temperatura, niż nad pagórkami.

    Podczas inwersji sytuacja jest odwrotna czyli powietrze płynie kominem w dół z powodu zwyczajnej różnicy temperatur.
    Powietrze na otwartym terenie również wtedy opada, ale znacznie wolniej.

    Energia cieplna płynie z cieplejszego zbiornika do zimniejszego i tak temperatura się wyrównuje.

    Podobno nawet można zrobić takie kominowe perpetuum termodynamiczne.
    Pole grawitacyjne jest globalnym zjawiskiem i dlatego II zasada termodynamiki nie ma tu pełnego zastosowania.

    0
  • #21 03 Cze 2008 07:21
    henrykS
    Poziom 20  

    Jak zwykle trzeba mieć kupę (pardon) kasy na początek, no i jak
    najwięcej słońca. U nas, kiedy tej energii trzeba najwięcej (zimą)
    przeważnie ciemno i mroźno... Więc może jednak odzysk energii
    z ciągu zwykłego komina, w którym przepuszczamy spaliny ?

    0
  • #22 03 Cze 2008 08:42
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Można palić w piecu tak, żeby ciąg był mały - wtedy energii nie uzyskasz może nawet wata, ale będzie ciepło,
    choć paliwa spalisz niewiele. A może być duży ciąg, i będzie zimno, choć do pieca ciągle będziesz dokładać
    - całe ciepło będzie wylatywać przez komin, trochę prądu uzyskasz, ale nie będzie wart tego ciepła.

    0
  • #23 04 Cze 2008 13:48
    bestia1978
    Poziom 12  

    Teraz jak jest ciepło to zauważyłem jednak że wiatraczek czasami się zatrzymuje i nie ma cugu przez jakiś czas. Myślałem że to perpetum mobile bo przez kilka miesięcy się kręcił. Jednak to chyba ciepłe powietrze unosi się do góry i wiatr wysoko zasysa powietrze z komina. Czytałem o elektrowniach kominowych . To chyba na razie tylko teorie. Ale...

    0
  • #24 04 Cze 2008 16:37
    _jta_
    Specjalista elektronik

    sfera2 napisał:
    Przyczyna takiego kichnięcia (niemożna mówić o przeciwnym cugu) jest przechodzący wyżowy front atmosferyczny.
    Meteorologia dzieli fronty atmosferyczne na ciepłe, zimne, stacjonarne i zokludowane.
    Jest trochę zjawisk podobnych do frontów: dry line, linia szkwałów, czy tropikalne fale wschodnie.
    A zmiany ciśnienia w atmosferze po pierwsze są dość powolne, po drugie rozkładają się na wszystkie
    możliwe połączenia wnętrza domu z otoczeniem na zewnątrz - więc nie dają widocznego przepływu.
    Ze zjawisk frontopodobnych jedynie linia szkwałów może poważnie zaburzać "cug" w kominie.

    0
  • #25 04 Cze 2008 18:05
    henrykS
    Poziom 20  

    Inwersja, wyże, niże...Panowie, ( i ewentualnie Panie) a gdzie zwyczajne różnice wilgotności i temperatury powietrza, zachodzące w ciągu dnia
    w kominie ? Tu jest klucz do zjawiska odwrotnego ciągu. Zachęcam
    znawców fizyki do dyskusji. Robię początek: po chłodnej nocy, kiedy
    w domu jest jeszcze ciepło, powietrze wędruje kominem do góry, bo
    cieple powietrze jest lżejsze od zewnętrznego chłodnego. Powiedzmy, że
    zapowiada się upalny dzień. W pewnym momencie ciąg w kominie
    odwraca się. Bo... powietrze zewnętrzne staje się cieplejsze od tego
    w domu. Jaki mechanizm to powoduje ? (przypominam, że rozpatrujemy
    przypadek komina bez palenia w piecu !). I bardzo proszę nie mieszać
    do tego wiatru bo to spokojnie zachodzi w zupełnie bezwietrzny dzień.Powiedziałbym że wtedy nawet łatwiej...

    0
  • #26 04 Cze 2008 18:32
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jeśli temperatura na zewnątrz przekracza temperaturę w domu, a nie ma wiatru, i nie palimy w piecu,
    to ciąg w kominie odwraca się - powietrze płynie w dół. Z tego powodu latem trudno rozpalić w piecu.

    Tylko uwaga: temperatura w domu ma zwykle znacznie mniejsze wahania i jest nieco wyższa, niż
    średnia (w czasie) teperatura na zewnątrz - nawet jak się nie pali w piecu, to i tak dom nagrzewa się
    - od ludzi, od urządzeń elektrycznych - a nawet jak nikt w nim nie mieszka, to jeszcze od ziemi.
    Dlatego przez większość czasu daje się rozpalać w piecu. Ale po południu w upalny dzień nie.
    Może to jest jeden z powodów, że na wsi ludzie przed południem zaczynają gotowanie obiadu?

    Istotne znaczenie może mieć wiatr - powiedzmy że o prędkości 5m/s - wytwarza podciśnienie
    około 17 paskali, co odpowiada ponad metrowej warstwie powietrza, i przy wysokości komina
    5m daje taki ciąg, jak ogrzanie komina o 100 stopni - i wtedy żaden upał nie odwróci ciągu.
    Nawet wiatr 2m/s jest równoważny ogrzaniu o 16 stopni, i musi być duży upał, żeby to było
    za mało. Przy słabszym wietrze upał może łatwo odwracać ciąg w kominie.

    0
  • #28 09 Cze 2008 16:21
    Quarz
    Poziom 43  

    Z111 napisał:
    _jta_ napisał:
    A o prawie Bernoulliego ktoś tu jeszcze pamięta? Wiatr na górze jest silniejszy, i zasysa powietrze...


    Tam napisane jest jak byk: prawo dotyczy nieściśliwych i nielepkich płynów.
    Powietrze nie jest zbyt sztywne, a i lepi się jak cholera.
    Taaa... ale podpada pod płyn barotropowy, ZOBACZ, a więc: Ni pies, ni wydra... :D

    Z111 napisał:
    Takie coś lepiej pasuje:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Navier-Stokes_equations
    nawet tam nagroda czeka: 1milion $.
    Idealizacje zastanej rzeczywistości mają to do siebie, iż albo są małosprawdzalne - jak zaczniemy drążyć szczegóły - w tejże rzeczywistości,
    albo mają "piękne" i "trawialne" opisy matematyczne ich teoretycznych modeli, ale niewiadomo do jakiego rzeczywistego przypadku taki model dobrze pasowałby... :idea:

    0
  • #29 10 Cze 2008 16:37
    Z111
    Poziom 17  

    Temperatura standardowo jest liczona jako średnia energia kinetyczna cząsteczek gazu, a w grawitacji te szybsze wyskoczą wyżej, ale wtedy zwalniają, i wyżej są już zimne.

    Powiedzmy, że mamy tu kilka większych cząsteczek, i one pływają w tym kominie otoczone mniejszymi.

    Te mniejsze uderzają większą z wszystkich kierunków, ale od dołu jest większa gęstość i temperatura, czyli siła wypadkowa będzie skierowana w górę.

    Tym sposobem duże cząstki przemieszczają się wolno do góry, a wtedy te mniejsze na dole stygną i opadają, a tam znowu nagrzeją się, bo komin jest otwarty na dole i jest kontakt z otoczeniem.

    Te ciężkie na górze trzeba teraz zmusić, aby opadały z powrotem, ale nie tym samym kanałem, lecz drugim, puszczonym równolegle obok.

    Tym sposobem zamykamy cały cykl i sprawa załatwiona.

    0