Hormin aiheuttama noste?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Jeesatkaa viisaammat hieman. Eli jos tilassa vallitsee normaali ilmanpaine (esim. grillikatos) ja savuhormilla on mittaa 5 metriä ja on suorakaiteen muotoinen (mitat 200mm x 120mm). Savukaasujen lämpötila on oletetusti 450 astetta. Ja kysymys on millaisella paineella savukaasut purkautuvat piipusta? Tässä tapauksessa oletetaan ettei savukaasut jäähdy piipussa. Laittakaa kaavat millä laskitte? Onko ylipäänsä mahdollista laskea?

Sivut

Kommentit (25)

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665
Liittynyt7.8.2007

Jos sisällä ja ulkona on sama ilmanpaine ei tuohon kunnon paine-eroa pysty syntymään (jos syntyisi, savua tulisi myös sisälle). Savukaasujen liike johtuu lähinnä siitä, että ne lämpötilan vuoksi ovat kevyempää kuin ilma ja nousevat ylöspäin. Sen sijaan jos lämmittäisit suljetun, ilmatiiviin hormin 450 asteeseen, nousee paine samassa suhteessa kuin lämpötila kelvin-asteina.

hassuhessu
Jeesatkaa viisaammat hieman. Eli jos tilassa vallitsee normaali ilmanpaine (esim. grillikatos) ja savuhormilla on mittaa 5 metriä ja on suorakaiteen muotoinen (mitat 20mm x 120mm). Savukaasujen lämpötila on oletetusti 450 astetta. Ja kysymys on millaisella paineella savukaasut purkautuvat piipusta? Tässä tapauksessa oletetaan ettei savukaasut jäähdy piipussa. Laittakaa kaavat millä laskitte? Onko ylipäänsä mahdollista laskea?
Vierailija

Jahah, täällä taas luotetaan koulusivistyksen mahtiin. Hienoa.
Toisaalta kysytty asia on vaikea hallittava millään sivistyksellä.

Savu kaasuineen ja hiukkasineen on normaali-ilmaa ohuempaa lämpötilan vaikutuksen vuoksi ja siksi raskaampi ilmamassa syrjäyttää sen. Syntyy ylösvirtaus, jossa kaasu jäähtyy ja tihenee. Syntyy painehäviötä, jota myös hormin turbulenssi lisää. Ilmanpaine vaihtelee hormin ulkopuolellakin tuulen aiheuttamana.

Siis asia selviää kokeellisesti ellei malliratkaisujen tietoja ole tarjolla. Silti asiaa ei liian teoreettisesti hyödytä lähestyä.

Vierailija

Ymmärrän että juuri tuon tiheyden vuoksi tuo kuuma ilma pyrkii ylöspäin. Mutta kun ajatellaan sen voimaa (kykyä nostaa?). Eli ulkolämpötila olisi vaikka 0 astetta, niin millä voimalla savukaasut nousevat ylöspäin? Tuon voiman kääntää vastaavaksi paineeksi? Mikä olisi paine millä pystyttäisiin tuo noste poistamaan? Ajatelkaa asiaa vastaavan kokoisena putkena jonka sisällä vallitsee tuo lämpötila. Tuo putki olisi avoin molemmista päistä. Nosteen vaikutuksesta ilma alkaisi virrata putken lävitse. Mikä on nosteen voima ja millainen vastapaine tarvitaan ettei kyseistä nostetta synny? Itse olen aivan pihalla joten vääntäkää rautalangasta.

Vierailija

Ensin siis lasketaan ulkoilman tiheys olisiko ρ=M/Vm. Tiedettään siis kaasun tiheys 0 asteisena? Käytämmekö sitten kaasun tilan yhtälöä? pV/T=vakio? sovellettuna avogadron lakiin pV=nRT=NkT? n saataisiin laskettua n=pV/RT. Nyt kai sitten tiedämme kuinkapaljon lämpötilan nousu putkessa vaikuttaa ilman massaan per m3? Sitten kai ynnäillään putken tilavuus ja lasketaan kaasumäärä putkessa. Sitten tälle kaasulle painoero ulkopuoliseen kaasuun ja tämä pitäisi vielä kääntää putken yläpäässä vaikuttavaksi voimaksi? Tulisiko tastä hernerokasta vielä soppa? Masentunut vanhus kiittää. Olisiko ajatusta muutettava ja ajateltava tuon putken tilalle läpivirtaus moottori? Tämä perustuu juuri samaan ajatukseen? Onhan kai mahdollista paine erolla poistaa tilojen välille lämpötilaerosta aiheutuva noste? Ja vielä näin maalaisjärjellä ajateltuna, eikö lentokoneeseen vaikuta samat voimat? Siis paine ero siiven ylä/alapuolella? Vai käykö niin ettei asiaa pysty laskemaan ottaen huomioon muutoksia jotka syntyvät nousu virtauksen hidastumisesta? Ja onko virtauksen hidastuminen lineaarinen verrattuna vastavoiman kasvuun?

Vierailija

Jos kuumailmapallon lämpötila on 50 astetta ulkoilmaa korkeampi,se nostaa noin 200 g/m3. Parin sadan kilon nostamiseen tarvitaan siten 1000 m3 pallo.
Jos savukaasujen lämpötila on 450 astetta, niiden noste on noin 0,75 kg/m3.

Vierailija

Juuri samaan tulokseen tulin itsekkin. Mutta ajatellaan putkea niin kaasu laajenee pituus suunnassa ja jos putken lämpötila ei putoa niin virtaus putken läpi kasvaa kunnes se saavuttaa maksiminsa. Kuumailmapallossa tämä on "vangittu"? Eli onko pallon kohoaminen yhtä kuin kaasujen virtaus hormissa? Tarkoitus olisi löytää tasapaino tila niin että paine kumoaisi nosteen. Eli putken mitallinen 450 asteista ilmaa nostaisi "vangittuna" 90 grammaa. Tämä muutetaan paineeksi p=F/A?
Eli paine olisi 0,882353Pa? Elikä yhden pascalin paine-ero olisi jo muka liikaa? Luulen että metsään menee

Vierailija

En ole ihan varma mitä tässä yrität rakentaa, mutta onko tästä apua:

Kaikkiin tulisijoihin yleistettynä kaava esittää vaatimuksen, jonka mukaan tulisijasta lähtevien kaasujen määrän on oltava pienempi tai enintään yhtä suuri kuin hormin välityskyky (v h max × A h ). Välityskyky on riippuvainen mm. hormin poikkileikkausmuodosta, hormin korkeudesta, hormiin liitetyn tulisijan läpivirtausvastuksesta, liitosten ja luukkujen tiiveydestä, lämmityksen lähtötilanteesta ja vaiheesta, ympäristöolosuhteista ja säätilanteesta.
Hormin poikkipinta-alan lisääminen ei käytännössä aina paranna hormin välityskykyä. Ylisuuressa hormissa kylmä ilma virtaa helposti alaspäin, mikä vähentää hormin kykyä johtaa ulos savua.

Lisää täällä: http://www.takkarusanen.fi/2006/docs/e3.html
Mihin sitä piippua olet tekemässä?

Vierailija

Olisiko ajateltaessa läpivirtaus moottoria vasaava tilanne? Eli kun sisäänvirtaa kaasua voimalla p ja lämmitetään voimalla T kaasut laajenevat suhteessa p*T*yleinen kaasuvakio R ? Näinkö lasketaan ulosvirtaavan kaasun paine?

Vierailija
gargoyle
En ole ihan varma mitä tässä yrität rakentaa, mutta onko tästä apua:
Kaikkiin tulisijoihin yleistettynä kaava esittää vaatimuksen, jonka mukaan tulisijasta lähtevien kaasujen määrän on oltava pienempi tai enintään yhtä suuri kuin hormin välityskyky (v h max × A h ). Välityskyky on riippuvainen mm. hormin poikkileikkausmuodosta, hormin korkeudesta, hormiin liitetyn tulisijan läpivirtausvastuksesta, liitosten ja luukkujen tiiveydestä, lämmityksen lähtötilanteesta ja vaiheesta, ympäristöolosuhteista ja säätilanteesta.
Hormin poikkipinta-alan lisääminen ei käytännössä aina paranna hormin välityskykyä. Ylisuuressa hormissa kylmä ilma virtaa helposti alaspäin, mikä vähentää hormin kykyä johtaa ulos savua.

Lisää täällä: http://www.takkarusanen.fi/2006/docs/e3.html
Mihin sitä piippua olet tekemässä?

Kysymys on eräänlaisesta pysty uunista ja sen molemmat päät ovat avonaiset. Sulkemaan niitä ei pystytä mekaanisesti joten haen mahdollisuutta estää uunia jäähdyttävä läpi virtaus. Nyt jos paine ero pystyttäisiin saamaan aikaiseksi matemaattisen mallinnuksen kautta edes lähelle tasapainotilaa niin säästyisi energiaa sekä vähentyisi lämpökuorma rakenteissa merkittävästi. Pulma on liian suuri tasamaan tallaajalle joten sillä olisi ennen kaikkea tarkeää ilmaista kaavat joilla olette ratkaisseet pulman. Itse luulen olevani hakoteillä.

Vierailija

paine-erot kai menevat nollaksi oikosulussa

sitten taas kun ilmaputki on tukossa niin paine-ero on
maksimi, elikkä hydrostaattinen paine

huomatkaa staattinen hydrostaattisessa

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665
Liittynyt7.8.2007

Usko vain, ettei sinne painetta tule; staattista painetta syntyy ainoastaan, jos piippu on suljettu yläpäästään ja täynnä lämmintä ilmaa. Tällöin "paine" on tuon nosteen suuruinen. Dynaamista painetta (alipaine) syntyy virtausnopeuden mukaan. Jos tulisija on hyvin suunniteltu, on kaasun lämpötila alle 100 astetta piipussa joten tuo 450 astetta voi olla yläkanttiin.

Vierailija

Eli oletus jos piipun päähän asennetaa yksikkö johon ajaisimme ylipaineen verrattuna ympärillä vallitsevaan paineeseen niin läpivirtaus siis jatkuisi? Eli tasapainotilannetta ei siis voi saavuttaa paineistamalla?

Vierailija
Denzil Dexter
Usko vain, ettei sinne painetta tule; staattista painetta syntyy ainoastaan, jos piippu on suljettu yläpäästään ja täynnä lämmintä ilmaa. Tällöin "paine" on tuon nosteen suuruinen. Dynaamista painetta (alipaine) syntyy virtausnopeuden mukaan. Jos tulisija on hyvin suunniteltu, on kaasun lämpötila alle 100 astetta piipussa joten tuo 450 astetta voi olla yläkanttiin.

Unohda piippu, käytin sitä vertaus kuvana vain sen takia kun yleisesti puhutaan hormi-ilmiöstä (nosteesta). Ajatus oli saavuttaa tuo hydrostaattinen paine uuniin "sulkemalla" läpivirtaus eli uunin yläosaan paineilma verho joka tuottaisi x suuruisen vastapaineen. Ilmeisesti tämä ajatus taitaa olla fysiikan lakien vastainen tai muuten mahdoton laskea. Ajatus oli että kun uunissa syntyvällä nosteella on tietty voima niin pyrkimys oli kumota yhtä suurella vastavoimalla.

Vierailija
hassuhessu
Ensin siis lasketaan ulkoilman tiheys olisiko ρ=M/Vm. Tiedettään siis kaasun tiheys 0 asteisena? Käytämmekö sitten kaasun tilan yhtälöä? pV/T=vakio? sovellettuna avogadron lakiin pV=nRT=NkT? n saataisiin laskettua n=pV/RT. ....

Älä edes yritä ideaalikaasun tilayhtälöllä mallintaa putkessa virtaavan, ympäristöään lämpimämmän ja pyörteisen kaasun käyttätymistä.

Tarkan selityksen antaminen on sen verran vaikeaa, ettei lukiotason fysiikka riitä alkuunkaan. Reaalikaasuun sovellettuna virtausyhtälöiden käyttö on sellaista osittaisderivaattojen pyöritystä, ettei niistä maallikko paljon kostu. En tiedä ymmärtääkö aina edes fyysikkokaan.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat