Lüfter Verlustleistung

[Dreamer001]

Hallo!


Vereinfacht erklärt ein Teil meines gewünschten Testaufbaus (sollte zur Beantwortung meiner Frage genügen, da es sonst viel zu kompliziert wird.)
Ich habe ein Rohr welches in einen isolierten Blechquader gesteckt ist.
An diesem Rohr ist ein Lüfter angebracht welcher Luft in die Box saugt. Diese Luft zirkuliert in der Box und wird über eine weitere Öffnung abgegeben.

Nun meine Fragen:

Welche Verlustleistung bringt der Lüfter in die Box ein? Kann ich sagen sämtliche für den Lüfter eingespeiste Leistung, oder ist da die mechanische Energie auch noch zu beachten?

Wäre gut wenn ihr mir rasch helfen könntet

Danke

[steep]

Eigendlich alles was nicht in Arbeit umgesetzt wird. Kommt also auf den Wirkungsgrad des Lüfters an.

[Dreamer001]

ok danke!

Und welche LEistung bringt der Lüfter überhaupt in den Quader ein?

Habe nämlich bei meiner eigentlichen Messung mit unterschiedlicher Lüfterdrehzahl unterschiedliche Ergebnisse und die Ergebnisse würden stimmen wenn ich die zur Gänze die aufgenommene Leistung vom Lüfter verwenden würde

[Hessibaby]

Da es kein in sich geschlossenes System ist, bringst Du sowohl die mechanische als auch die Wärmeenergie nur teilweise ein. Wie viel hängt vom Aufbau des Gesamtsystems und vom mechanischem Wirkungsgrad des Lüfters ab. Dieser Wirkungsgrad ist von der Lüfterart (radial oder axial), von der Schaufelform und vom Gegendruck des Quaders abhängig. Solange Du den Lüfter drehzahlmässig über der Luftstromabrissgrenze betreibst kannst Du von etwa linearen Verhältnissen ausgehen.
Gruß

[ranke]

Der Lüfter wird ein Teil seiner zugeführten Arbeit direkt in Wärme verwandeln, einen anderen Teil in hydraulische Arbeit. Die Wärme wird (messbar als Temperaturerhöhung) in die Box eingebracht, die hydraulische Arbeit wird irgendwo im Luftkreislauf wieder in eine andere Energieform (im Zweifelsfall auch Wärme) umgewandelt. Das kann vor oder innerhalb der Box sein, oder auch an einer anderen Stelle.

[Hessibaby]

Der Wirkungsgrad eines Lüfters liegt zwischen 40-60%, der Rest ist "Begleitheizung".
@ranke : Ich denke Du meinst pneumatische Arbeit !
Hydra = Flüssig (und der Name der Deutschen Prostituiertenvereinigung)
Pneumo = Gasförmig
Gruß

[Manf]

An Leistung wird das nicht im Kasten in Wärme umgesetzt was als Luftbewegung außerhalb des Kastens noch ankommt. Bei einigem Luftwiderstand durch Verwirbelung im Kasten wird das kaum noch etwas sein.
(Hier kann man eigentlich täglich dazulernen, das mit dem Vereinsnamen wußte ich noch nicht. )
Manfred

[Dreamer001]

mit welchem Wert würdet ihr dann rechnen?

Habe einen AXIAL-Lüfter.

Reicht es wenn ich annehmen 50% der Leistung im Kasten in Wärme umgesetzt werden?

Danke für die zahlreichen Antworten =D>

[Hessibaby]

Ohne Zeichnung (Skizze) gibt es keine Schätzung !
Die wichtigste Frage : Ist der Lüfter so verbaut das kein Überströmen von der Druck- auf die Saugseite stattfindet ?
Hartmut

[Dreamer001]

so sieht der ausbau aus:

Die Kiste wird komplett abgedichtet und im endeffekt werden andere Komponenten hineingegeben die es zu vermessen gibt.
aber um von anfang an fehler auszuschließen

oben und unten sind platten zur verwirbelung

[Hessibaby]

Na, das hilft doch. Bei diesem Aufbau trägst Du, fast, die gesammte Verlustleistung in die Box rein. d.h. Du kannst fast linear rechnen.
Beim Axiallüfter liegt die Strömungsabrissdrehzahl (Flügelformabhängig) bei etwa 30% der nominalen Drehzahl. Die Untergrenze kannst Du ganz easy mit einem Blatt Papier an der Ansaugseite testen. Drehzahl runter, Papier vorhalten, wenn es nach dem Loslassen haften bleibt bist Du noch drüber. Wenn´s abgleitet drunter.
Ach so, wenn Du gut verwirbeln willst brauchst Du etwas Staudruck. Den erreichst Du wenn die Auslassöffnung ca. 10-20% kleiner als die Lüfteröffnung ist. Hintergrund, die Abrisskante des Flügelprofils muß von der effektiven Fläche abgezogen werden.
Hartmut

[Dreamer001]

hallo nochmal!

ja das mit der verwirbellung habe ich durch die Platten (anfallender Staudruck) und durch eine kleiner Auslassöffnung realisiert.


Nur wozu brauche ich eine Strömungsabrissdrehzahl für die Verlustleistung??


Um das ganze noch etwas komlizierter zu gestalten, habe ich 2 Lüfter hintereinander geschalten und diese nehmen insgesamt 11W auf. Wie hoch würdest du daraus gehend die anfallende Verlustleistung schätzen??

was meinst du mit linear rechnen??

[Manf]

In der Gesamtbetrachtung wird es wohl daruf hinauslaufen, dass die 11W im wesentlichen in dem Kasten in Wärme umgesetzt werden.
Das gilt natürlich nicht für die mechanische Leistung des Luftstroms die außen spürbar ist und die natürlich aus den 11W kommen muss.

Es geht wohl dann noch darum, diese Leistung geeignet abzuschätzen.
Für die Genauigkeit der Schätzung wäre interessant, wie genau die ganze Sache bestimmt werden soll.
Manfred

[nikolaus10]

...und der Name der Deutschen Prostituiertenvereinigung...


Dachte das waehren die Nitrebits ?

[Dreamer001]

das ganze dient im endeffekt und anfallende Leistungen diverser Geräte zu bestimmen, ist aber nicht ganz so leicht zu beschreiben und mir fehlt jetzt gerade die notwendige Zeit.

Du schreibst" im wesentlichen die ganze leistung" welchen wert würdest heranziehen??

[locked]

Hallo,

also das die ganze 11W in der Box bereits in Wärme umgewandelt werden, kann ich nicht glauben. Schließlich strömt durch die Ausgangsöffnung Luft aus dem Kasten, was, über die Zeit gesehen, Energie (ua. Kinetische) ist, die nicht im inneren wirkt.

Mfg

[Manf]

Die ganze bisher betrachtete Leistung ist ja die elektrische Eingangsleeistung von 11W die im allgemeinen leicht zu messen ist.

Die Leistung der Luftströmung außerhalb des Kastens wäre dann noch abzuschätzen.

Man kann wenn nötig versuchen, die Leistung selbst über Druck und Durchfluß abzuschätzen. Dazu kann man den Druck im Ausgangskanal messen und den Durchfluß über die Geschwindigkeit der Luftströmung und den Querschnitt.

Vor allem sollte dann eine erste Abschätzung gemacht werden, um zu sehen, in welcher Größenordnung der Wert liegt und wie genau wirklich gemessen werden soll.
Manfred

[ranke]

@ranke : Ich denke Du meinst pneumatische Arbeit !
Hydra = Flüssig (und der Name der Deutschen Prostituiertenvereinigung)
Pneumo = Gasförmig


Das wusste ich noch nicht (das mit der Hydra).
Ich hatte eingentlich schon die hydraulische Arbeit gemeint, also durchgesetztes Volumen multipliziert mit Druckdifferenz. Die Verdichtungsarbeit sollte sich ja , wie die Verluste, durch Temperaturerhöhung äußern. Allerdings - je länger ich darüber nachdenke - bin ich da jetzt auch nicht mehr so sicher. Das letzte Mal, als ich mich mit Strömungsmaschinen auseinandergesetzt habe war im Studium, das ist schon etwas länger her.

Rein rechnerisch gesehen besteht der Unterschied zwischen Hydraulik und Pneumatik darin, daß man bei der Hydraulik die Kompressibilität des Mediums vernachlässigen darf. Das erleichtert die rechnerische Behandlung sehr.
Bei Pneumatik darf man diese vereinfachende Annahme nur treffen, wenn die Druckdifferenzen gering sind. Obwohl es noch nicht explizit ausgesprochen wurde, habe ich den Eindruck, daß die Axialgebläse von Dreamer001 in die Kategorie Netzteillüfter fallen, die Druckdifferenzen also klein sind.

@Dreamer001:
Als erste Näherung würde ich annehmen, daß im stationären Zustand die gesamte elektrische Verlustleistung der Gebläse als Temperaturerhöhung der Luft in der Box ankommt. Wenn man den Volumenstrom und die Wärmekapazität von Luft kennt, kann man ausrechnen, wie groß die Temperaturerhöhung ausfällt.

[Manf]

Um einmal als Beispiel ein paar einfache Zahlen einzusetzen:
Der Windhauch der aus dem Kasten herauskommt hätte beispielsweise noch 1mm WS Druck (10Pa) und kommt mit 1m/s aus einer Öffnung von 0,01m².
Es wären dann dort 10N/m² * 1m/s * 0,01m², also 0,1W was an Leistung nicht im Kasten umgesetzt wird. (am Eingang entsprechend)
Manfred

[Dreamer001]

Druck kenne ich nicht!!

v=10m/s
A=0,0039m²

Druck weiß ich leider nicht!

ABer das heißt somit dass ich alles in elektrische Verluste rechnen kann oder???

[fumir]

da etwas auszurechnen scheint mir wenig zweckmässig.
dazu gibts zuviele unwägbarkeiten, wie z.b. die wärmeabgabe der box selbst, die mechanische leistung die der lüfter durch das ansaugen der luft auserhalb der box umsetzt, etc.etc.

warum nicht einfach die kiste mal ne weile laufen lassen, bis sich ein gleichgewicht eingestellt hat. dann die temperatur der angesaugten luft, die temperatur der ausgeblasenen luft, die innentemperatur und den luftdurchsatz messen.

dann stellst du etwas in die kiste um eine (mehrere) feste energiemenge in der kiste freizusetzen (ne heizwendel deren versorgungsleitungen möglichst wenig wärme nach ausen transportieren). jetzt noch mal alles vermessen und du kannst die kiste mit den gewonnenen daten kalibrieren.

ich vermute mal, das es ohnehin nahezu aussichtslos sein dürfte, die relevanten temperaturen so genau zu messen, dass die mechanischen leistungsanteile eine nennenswerte rolle spielen. z.b. hat der luftstrom der rauskommt keine einheitliche temperatur, da die luft am rand des austrittskanals mehr wärme mit dem wandmatarial austauscht als die luft in der mitte der strömung. das gleiche ist zur strömungsgeschwindigkeit zu sagen, womit es schwer wird den luftdurchsatz zu messen.

also am besten die kiste durch einbringen von definierten leistungen kalibrieren anstatt viel rumzurechnen und zu spekulieren.

[Manf]

Druck kenne ich nicht!!

v=10m/s
A=0,0039m²

Druck weiß ich leider nicht!

ABer das heißt somit dass ich alles in elektrische Verluste rechnen kann oder???
Ja, das ergibt sich aus dem Zahlenbeispiel und dafür ist es gedacht.

Die mechanische Leitung der Luft außerhalb des Kastens ist zwar nur mit mäßiger Genauigkeit zu bestimmen, aber man kann recht gut abschätzen dass sie im Bereich von einem Prozent der Leistungsaufnahme des Lüfters liegt.

Damit ist die oben genannte Aufgabe mit einer relativ hohen Genauigkeit zu lösen.
Manfred

[leo.vetterli]

Ich denke die Versuchsanordnung ist ziemlich ungeeignet um Leistungen zu messen.
1. der Isolationsgrad der Box ist massgebend und wahrscheinlich schlecht messbar / kalibrierbar.
2. wenn die Box keine Wärmeverluste aufweisen würde käme die ganze Energie zum Auslass raus (Wärme und Bewegung).
3. theoretisch kommt auch am Ansaug Energie (Lärm und Strahlung) raus.
4. aufgrund der kleinen eingegebenen Leistung (Lüfter) und der ungenauen Messung der Temperaturen resultieren grosse Messungenauigkeiten (kleinste Temperaturmessfehler = grosse Schwankungen)
5. Diese Versuchsanordnung wäre am einfachsten mittels verschiedenen Versuchen zu kalibrieren. Ist meiner Meinung nach genauer und erpart einem ein Rechnen das schlussendlich zu ungenau sein wird.