Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : [ERLEDIGT] Saugkraft eines Lüfters vervielfachen ? (gelöst)
Hallo!
Ich habe vor einen 2W Staubsauger mit einer Effizienz von 1000 W zu bauen. Laut meinem geringen Wissen, sollte es theoretisch durch 500-fache minderung der Saugfläche möglich sein. Mein Lüfter hat Durchmesser 5 cm und ich benötige theoretisch 2 mm. Ist es in der Praxis möglich das mit einem Trichter zu erreichen ?
Ich bedanke mich sehr herzlich im voraus für Eure Hilfe! :)
MfG
Hoi,
ich glaube nicht, das das klappt. Weil du musst ja auch die Luftmenge, die dein 2W Staubsauger zieht, auch wenn es nur 5cm durchmesser hat, durch die 2mm saugen. Und dabei dürften sich die Wirbel die dabei auftreten, so stark sein, das du sogar eher eine Verminderung bekommst. Du kannst das ja mal sehen, wie gut du eine Liter-Flasche mit Wasser durch die Öffnung leer bekommst, und wie schlecht das geht dann durch einen Strohhalm! Ist analog zu sehen.
Hallo Grusim!
Vielen Dank für Deine rasche Antwort. Na ja, mir ist einen großen Unterschied zwischen Theorie und Praxis bekannt... :). Vielleicht lässt sich das auf andere Weise z.B. mit einem kleinem Kompressor in verkehrter Richtung machen ?
MfG
Also hier mal ein Zahlenbeispiel (mir kommts nur auf die Größenordnung an, ich kann mich übrigens auch irren!): 1 W Lüfter, Durchmesser 6cm, Saugvermögen 23,1 m³/h=6.4l/s;
Nun gehen wir mal davon aus, dass du anstatt eines Trichters, eine Blende verwendest und ein 5cm langes 2mm Loch. Der Leitwert von der Blende beträgt dabei: LBlende= 328l/s (ungefähr) und der Leitwert des Rohres 0.019 l/s; Die Zahlen können leicht variieren, je nachdem welche Faustformel man verwendet. Nun gilt 1/Seff = 1/Spumpe+1/Lrohr+1/LBlende = 52.78 s/l; Du wirst also ein Saugvermögen von 0.0189l/s = 0.068m^3/h haben, und somit viel weniger Luft aufsaugen. Der entstehende Ansaugdruck sollte jedoch größer sein. Das kommt eben durch das kleine Rohr zu Stande, da geht auf Grund von Strömungen viel verloren. Wenn du also ein Vakuum erzeugen möchtest, dann hilft dir das garnichts, beim Staub aufsaugen könnte es sich besser auswirken. Ich würde aber bei einem Rohrdurchmesser von mind. 1cm bleiben. und überleg dir ob es Spaß macht mit einem 2mm Röhren ne Wohnung sauber zu machen, selbst wenn ein Roboter damit umher fährt.
Ich hoffe ich konnte helfen
Martin
Hallo Martin.!
Herzlichen Dank für Deine Berechnungen, die mich das Thema verständlicher machen. Mir geht es vor allem um einfachste Möglichkeit den 1000 W Staubsauger mit kleinerem und leiserem zu ersetzen, wobei die Geschwindikkeit des Saugens für mich egal ist... :)
Der Bot könnte ja 1 cm Fahren, stehen bleiben, mit 1 cm elastischen Rörchen langsam seine Breite absaugen und danach wieder sich um 1 cm verschieben usw...
Ich habe schon gelernt, dass nicht alles im Leben schnell gehen könnte...
MfG
Ich hab mir auch schon mal gedanken gemacht, wie man wohl das Saugproblem lösen sollte. Meiner Meinung nach bekommt man für wenig Geld keine ausreichende Saugkraft. Auf der anderen Seite ist ein Gebläße sicherlich nicht teuer. Mein Vorschlag wäre daher mit einem Lüfter oder Kompressor den Boden abzublasen und dabei den Staub in einem Behhälter aufzufangen. Ich hab leider grad kein Zeichenprogramm da, aber ich hoffe dass die Skizze verständlich genug ist.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=2389
oberallgeier
08.10.2009, 16:51
Hallo PICture,
... 2W Staubsauger mit einer Effizienz von 1000 W ... Lüfter hat Durchmesser 5 cm ... benötige theoretisch 2 mm ...Tjein. Staubsauger saugen nach zwei Kriterien: einmal nach Luftvolumen und zum anderen nach maximal erreichbarem Unterdruck. Ein guter Staubsauger schafft an die 100 .. 200 mbar Unterdruck. Bei hohem Unterdruck ist natürlich das Fördervolumen gering. Damit kommt der erste Zweifel von meiner Seite: ich vermute, dass Dein Lüfter keine 100 mbar Unterdruck schafft.
Ok, jetzt schauen wir auf das Volumen: Luft kann bei bestimmten Bedingungen als inkompressibel angesehen werden. Damit gilt die Kontinuitätsbedingung: das gleiche Volumen, das bei einem beliebigen Querschnitt irgendwo eintritt, muss bei einem anderen, größeren oder kleineren Querschnitt auch wieder austreten. Nix geht verloren. Das ist genau im Staubsauger eben nicht der Fall: Steigt der Unterdruck (absolut wird also der Druck geringer), dann wird das Luftvolumen größer. Nun schaufelt der gleiche Ventilator bei geringem Luftdruck eben fast das gleiche Luftvolumen weg - und das ist bei Normalbedingungen deutlich "weniger Luft". Aber da, wo Du Deinen Trichter hinhaben willst, wird der Druck eher gleichmäßig sein. Hoffentlich habe ich Dich damit nicht durcheinandergebracht.
Fazit: das mit dem Trichter könnte funktionieren.
Kleiner Einschub, nicht zum Lesen gedacht. Ohne Rücksicht auf Kompressibilitätseffekte (das hat dann so ein bisschen was mit Unterschall zu tun), die erst bei Geschwindigkeiten oberhalb 300 kmh - ca. 50 m/s - auftreten, gilt für Luft die genannte Kontinuitätsbedingung.
Nächster Stolperstein: Vermutlich willst Du einen 2 mm Lufteintritt als "Staubsaugeröffnung" und den erweiterst Du auf die 5 cm Deines Ventilators. In diesem Fall nimmt es die Luft übel, wenn der Trichter eine Neigung von weniger als 9 ° hat - größere Neigung bringt Wirbel und damit Verluste. Verlustarm ist also ein recht schlanker Trichter.
So - dies als ersten Kommentar. Kannst Du den maximalen Unterdruck messen, den Dein Lüfter schafft? Der sollten schon 1 m WS (Wassersäule) sein - wie gesagt, gute Staubsauger schaffen erheblich mehr. Vorschlag: Lüfter auf einer Seite ziemlich dicht abdecken und einen kleinen Prüfanschluss anbringen. Dazu mach ein U-Rohr aus durchsichtigem Schlauch, etwa 4 m lang, InnenØ bitte grösser als 8 mm (Stichwörter Kapillarwirkung, Meniskusbildung), das passt in Dein Zimmer. Die Schlauchöffnungen sind natürlich oben. Eine dient als Druck-/Sauganschluss, die andere bleibt offen. Bis zur Hälfte mit farbigem Wasser füllen - also rund 1 m hoch. Wenn das Niveau in den beiden U-Schenkeln stabil steht (na ja, halbwegs wird reichen), dann misst Du die Höhendifferenz. Das ergibt etwa Deinen Druck (10 m WS = 1 bar - ganz grob!).
Hallo oberallgeier!
Besten Dank für Deine ausfürliche Erklärung, mit der ich trotz meiner Mechanikschwäche, dank Dir, jetzt etwas messen und vergleichen kann.
Ich muss also den Lüfter am besten so plazieren, dass ziemlich langer Trichter verwendet werden könnte.
Ich werde noch damit sicher viel experimentieren müssen, bin aber optimistisch sogar wenn mein Ziel unerreichbar ist... :)
@ Martin.
Genau, du hast ännliche Gedanken wie ich. Ich möchte anstatt einer rotierender Bürste, die aufwendig zum Säubern ist, eine Luft unter Druck von Ausgang des Saugers verwenden.
Ich habe das Prinzip im Code skizziert. Vielleicht macht es einen Sinn ?
MfG
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oberallgeier
08.10.2009, 17:37
... Luft unter Druck von Ausgang des Saugers verwenden ...Ich weiß ja, dass Du recht gute Ideen hast. Wenn Du einen Kompressor bekommst, bei dem die Leistungsdichte hoch genug ist, kann das wirklich Sinn machen. Allerdings sind diese Dinge doch eher laut. Ich habe z.B. eine elektrische Luftpumpe (mit Akku - total unsinniger Einkauf - der Kompressor ist laut, aber gut - 7 bar!).
Schau Dir bitte dazu vielleicht diesen Artikel an. (http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlpumpe) Allerdings ist bei all diesen Dingen wieder die Aerodynamik gefragt. Glatte Übergänge, saubere Ausrundungen - jeder Wirbel bringt erhebliche Verluste. Und denk bitte daran, dass der Kompressor gekühlt sein will - nicht nur sein Motor. Sonst kannst Du damit bügeln - oder mehr . . . .
Vielen Dank nochmal! :)
Na ja, einen sehr kleinen und ziemlich leisen Kompressor werde ich warscheinlich ausser im Kuhlschrank auf dem Schrottplatz nicht finden können... :)
Ich wäre selber nie auf von Dir vorgeschlagene Strahlpumpe gekommen. Die kann ich mir irgendwie mit Vergaser in einem Benzinner zusammenbrigen. Wahrscheinlich könnte ich aber leider keinen Vergasser+Lüfter/Kompressor für meinen Zweck nehmen, obwohl das am eifachsten wäre... :)
MfG
Dann fang ich auch noch mal an:
Computerlüfter oder Ventilatoren mit Rohrstück haben einen Staudruck von ca. 3mmWS, vielleicht findet man einen guten mit 10mmWS. Wollte man auf den 10fachen Wert kommen dann könnte man auf die Idee kommen, 10 davon hintereinander zu packen.
Die Luftsäule zwischen den Schaufeln dreht sich dann aber mit und der Staudruck erhöht sich nicht.
Bei der Konstruktion eines Düsentriebwerks mit 20 stufigen Turbinen werden zwei bewegte Schaufelräder immer von einem Satz Leitschaufeln getrennt, die die Drehung hemmen.
Bei einem Stapel Lüftern kann man das durch den abwechselnden Einsatz von rechts- und linksdrehenden Lüftern erreichen. Dann erhöht sich der Staudruck und auch das Geräusch. Ich habe es einmal begonnen, dann aber wegen des Geräuschs eingestellt.
Hallo Manf!
Danke sehr für deine sehr wichtige Bemerkungen! :)
Beim Experimentieren, habe ich eine Turbine aus einem CPU-Kühler auf einer Achse von Gleichstrommotor befestigt, was die durchfliessende Luftmenge deutlich erhöht hat.
Das Drehen der Luft könnte man wahrscheinlich durch schräge senkrechte Flächen verhindern. Ich kenne nähmlich auch Radiallüfter wo auf einem Konus senkrechte Flächen angebracht sind. Er bewegt die Luft immer in derselber Richtung unabhängig von Drehrichtung des Konuses. Vielleicht wäre es eine gute Idee so einen Lüfter zu verwenden ?
MfG
oberallgeier
08.10.2009, 18:29
... Dann erhöht sich der Staudruck und auch das Geräusch ...Genau das ist der Kummer bei mehrstufigen (Axial-) Gebläsen: jede Leit- und jede Gebläseschaufel hat einen Nachlauf, der vor Schmerz schreit, wenn er gegen die folgende Schaufel knallt. Das kennen wir ganz gut: der Hubschauberrotor ist nicht wirklich laut - trotzdem hören wir dieses ätzende Knattern - und das nur mehr oder weniger in einer ganz bestimmten Richtung relativ zum Hubi. Das kommt daher, dass der Nachlauf des Rotorblattes gegen den dünnen Rumpffortsatz knallt. Ähnliches kennt man von Windkraftwerken . . .
Übrigens müsste jeder einzelne Ventilator in einem solchen"Turm" ziemlich gut, sagen wir mal ruhig exakt auf die momentanen Förderbedingungen abgestimmt werden. Sonst läuft das so harmonisch, wie wenn wir den Olympia-Achter (Ruderer) zur Hälfte mit vier kaum trainierten Forumsmitgliedern besetzen.
Eine Anmerkung: es gibt vielleicht doch eine Lösung - nur kennen wir die im Moment noch nicht.
Was wäre den mit dem Dyson-Prinzip, also ein kleiner Tornado der alles ansaugt?! Der braucht sicherlich weniger Leitsung für die gleiche Saugkraft. Nur wie baut man so eine Tornadokammer?!
Ja, Picture, bis jetzt habe ich Axiallüfter angesprochen.
Die Alternative sind Radiallüfter, hierzu habe ich noch eine 5 stufige Turbine als Luftmatratzen-Aufblasgerät. Die Luft geht dabei nach jedem Radialüfter wieder zur Mitte, um von nächsten wieder nach außen gedrückt zu werden, Radial also in einer Schlangenlinie. Da Gerät läuft immerhin ohne so viele Wechsel der Rotationsgeschwindigkeit.
@ Joe
Vielleicht könnte man den Abstand der Lüfter im gemeinsamen Rohr vergrößern und dann als Gesamtform das lange Rohr als Spirale ausführen, interessante Form immerhin. O:)
@ Manf
Ich glaube, dass sowas wie dein "Kompressor" könnte ich sogar selber basteln. Mich würde interessieren, was für ein min. Durchmesser nötig wäre...
Ich habe noch eine Turbine (Föhn), wo die Luft senkrecht zum Eingang ausgeht... O:)
MfG
Unter Pollin Radiallüfter findet man eine Grundausstattung vonRadiallüftern. Ich weiß nicht, ob man sich eine Konfiguration vorstellen kann, bei der sich 5 Stück davon gegenseitig die Luft "ins Ohr" blasen?
Die Turbine (bei mir im Keller) hat so etwa 80mm Durchmesser.
Naja die Lüfterräder eher 60mm.
O.K. Schönen Dank, dann werde ich dorthin schauen und wenn du es als sinnvoll hälts, bestellen, da ich in der Mechanik nichts selber entwickeln kann... :(
MfG
Ich habe noch editiert, mit den 4,95€ pro Lüfter macht man auch nicht so viel falsch. Wenn man einmal 4 Stück davon vor sich hat, kann man ja mal überlegen, wie diese sich in einer Kette unterstützen können.
Genau, das ist die einfachste, von mir fast immer verwendete Lösung: etwas fertiges billig kaufen und nach gezielter Zerlegung für eigene Zwecke adaptieren...
Ich denke, dass diese leise Radiallüfter sich am besten fürs Kaskadieren eignen (Best.Nr. 710 692, 3,95 €). Wenn die Motoren zu schwach wären, ersetze ich sie mit Gleichstrommmotoren. Vielleicht reicht nur ein starker Motor aus, wenn alle Turbinen auf gemeinsamer Achse befestigt werden, was die benötigte Länge der Kaskade verringert... O:)
MfG
Ich habe bei Pollin zufällig eine Kreiselpumpe (Best.Nr. 330 032, 5,95 €) entdeckt, die sich aber zum Saugen der Luft, sogar nachdem Wechsel des Motors für z.B. 6 V und "Verunreinigung" mit Schmierstoff o.ä. nicht eignet, oder ?
MfG
Bluebunny
08.10.2009, 21:59
Mit der Kreiselpumpe kannst du den Fusseln auf dem Teppich allenfalls ein Lächeln abgewinnen.
Man könnte vor das Saugrohr auch eine drehende Scheibe mit Loch, oder eine Blende wie sie in Objektiven verwendet wird setzen. Ist das Saugrohr geschlossen hat das Gebläse einen Moment Zeit Unterdruck aufzubauen. Öffnet sich das Saugrohr hätte man wenigstens für einen kurzen Moment mehr Saugleistung. Ich bezweifel allerdings das der Gebläsemotor das lange mitmacht. Und die Saugleistung wäre nicht kontinuierlich.
oberallgeier
08.10.2009, 22:16
Hallo alle,
ich habe mal den Staub sauger vom grossen M rausgeholt. Schlauch abgezogen - es bleibt also nur ein hübscher, strömungsgünstiger Zulaufstutzen zum Saugkasten mit dem Filter. Ein 10-mm-Silikonschlauch, 2 m lang, dazu ein Messbecher mit Wasser. Eine sehr strömungsgünstiges Flügelradanemometer in einem Mantelrohr, RohrØ 20 mm. Ich wollte einfach mal genauer wissen, was im Staub sauger so abgeht. Das mit den 200 mbar maximalen Unterdruck hatte ich übrigens vor ein paar Jahren ziemlich aufwendig (kalibrierte Messdose 0 .. 1 bar) gemessen bei voller Motorleistung, neuem Filter und verschlossener Saugdüse. Diesmal also eine Heimwerkermessung.
Staub sauger anschalten und auf 700 W einstellen, Maximum wären 1600 W. Das Schlauchbarometer zeigt 110 mm WS (+/-10). Das Anemometer zeigt rund 35 m/s IM Zulaufstutzen (also satte 100 kmh).
Mal ein bisschen rumrechnen mit mehr oder weniger idealisierten Bedingungen nach dem bekannten Milchmädchenverfahren: Luftdurchsatz 250 m³/h, allerdings bei sehr wenig Druck - 10 mbar. Umgerechnet auf ein Rohr mit Ø2 mm ergibt 400 l/h. Das reicht mir zum Atmen nicht mal bei minimalstem Stoffwechsel. Anders ist es mit dem Saugdruck. Die gemessenen 100 mmWS fährt der Staub sauger ganz locker, wie erwähnt OHNE Schlauch, also mit minimalem Widerstand eingangsseitig (und halb gefülltem Staubbeutel). Trotzdem trau ich mich die Leistungsabschätzung nicht niederzuschreiben: 10 % sind einfach ein etwas sehr geringer Wirkungsgrad (70 l/s mit 1000 N/m²).
Vielleicht gibt das mal einen gewissen Eindruck von der Aufgabenstellung.
... Kreiselpumpe mit Magnetkupplung, geeignet für den direkten Betrieb unter Wasser ...Eine Wasserpumpe geht nicht. Der Spalt zwischen Pumpenrad und Gehäuse ist für Luft so gut wie kein Widerstand - wenn da ein halber Hauch rauskommt, hast Du Glück gehabt. Radialgebläse sehen innen schon anders aus.
Naja PICture geht es aber ja nicht um das erzeugen eines Vakuums. Beim Staubsauger wird doch versucht ein enormer Gasfluss zu erzeugen, der Schmuzpartikel mit reißt. Das darf man hier nicht vergessen. Es wird nichts benötigt, um stationär ein Vakuum zu erzeugen. Jedes billige Produkt würde dem eh nicht standhalten. Deswegen ist das wichtigste eine große Fördermenge zu erzielen. Weiter oben hab ich ja angesprochen und es wurde auch richtig interpretiert(!) dass man vielleicht auch einfach Luft draufblasen kann und die Abluft geziehlt auffangen. Das Prinzip ist somit das gleiche, nämlich durch Umwälzung von Luft Staub zu entfernen.
Ob es funktioniert mehrere Lüfter hintereinander zu hängen bezweifel ich. Es wird sich meiner Meinung nach die Fördermenge nur gering verändern, da wenn ein Lüfter in den nächsten rein bläst, dessen Fördermenge eigentlich nicht verändert wird. Man kann aber ein Vorgebläse und ein Hauptgebläse oder ne Vorpumpe und ne Hauptpumpe hernehmen.
Alternativ würde ich mir aber noch andere Möglichkeiten der Staubentfernung Überlegen. Feiner Staub lässt sich vielleicht ja schon durch ne geladene Platte anziehen.
Hallo!
@ Bleubunny!
Danke für deine schnelle Antwort, es war nur eine von meinen meistens verrückten Ideen...
@ oberallgeier
Dann muss ich bei Lüfter bleiben und damit experimentieren. Vor allem bezweifle ich jedoch, so wie der Martin., die Wirkung der Kaskadierung der Lüfter, da die durch den ersten Lüfter eingezogene Luftmenge wird doch nicht multipliziert, sonst verstehe ich es nicht ganz.
@ Martin.
Ich habe schon mit Feinstaub experimentiert und die beste Ergebnisse mit Fuselrollen erzielt. Sie haben den Feinstaub aufgenommen sogar direkt nach dem 1000 W Staubsauger! Das mit elektrisch aufgeladenen Platten finde ich persönlich, wegen Hochspannungerzeugung als zu kompliziert. Der Saugerbot kann doch hinter sich eine Fuselrolle ziehen und den von Staubsauger hintergelassenen Feinstaub aufzusammeln....
Zuerst möchte ich mir ein einfaches Luftdruckmessgerät bauen. Ich habe es, so wie ich das verstehe, im Code skizziert. Bitte um Überprüfung, da ich es richtig machen will... :)
MfG
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Unterdruck | | | |#| | |
in mm WS | | | |#| | |
V | | |#| |Staubsauger|
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|#| |#| | |
|#| |#| | |
|#| |#| | |
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# - gefärbtes Wasser |
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V
Der Druck in der Pumpe entsteht durch das Zentrifugieren. Mit Luft, bei 1/1000 der Dichte, entsteht ganz grob 1/1000 des Drucks.
Nun könte man ja einfach die Pumpe an die 1000-fache Spannung anschließen, dann käme es nach dem groben Ansatz wieder hin. O:)
Durch das Kaskadieren von Lüftern kann man die Drücke addieren, mehr leider nicht.
Bei Experiment mit dem Staubsauger kann man ein Glas Wasser auf den Boden stellen, mit einem dünnen Schlauch, der an der Decke befestigt ist und dessen Ende man vorsichtig an die Einsaugöffnung führt. Der Wasserspiegel im Schlauch sollte sich um etwa 1m anheben.
Vorsichtig, damit nicht bei plötzlicher Blockierung das Wasser im Staubbeutel ist.
oberallgeier
09.10.2009, 08:01
Hallo,
PICture, Dein Versuchsaufbau ist in Ordnung, so hatte ich Dir das ja gestern beschrieben/empfohlen. Bei den Drücken, die vom Staubsauger erzielt werden und bei Schlauchinnendurchmessern kleiner 10 mm besteht auch kaum Gefahr, dass die Wassersäule "überschießt" - das hatten meine Techniker mehrfach bewiesen (ungewollt *ggg*).
Das Märchen, dass hintereinandergeschaltete Pumpen (Ventilatoren, Gebläse etc) keine Druckerhöhung bringen, ist ziemlich verbreitet. Wie so viele Märchen. Stimmt eindeutig nicht - einer meiner Konstrukteure hatte mich mal so lange damit genervt, bis er den Aufbau mit mehreren Pumpen hintereinander machen durftemusste. Hatte beinahe einen Schlauch gesprengt, weil er die Drucksteigerung wirklich nicht geglaubt hatte. Wie mehrfach erwähnt sieht man die Beweise tagtäglich über den Himmel fliegen: Die Strahlturbinen fast aller Jets sind mit axial gestaffelten "Ventilatoren" gebaut. Das Bild ist wegen des Propellers nicht ganz glücklich gewählt, Turboprops haben oft Radialkompressoren. Außerdem haben moderne Jets noch eine extra Stufe ganz vorne für einen Luftmantel, der zur Schalldämpfung (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/d/d1/Verdichter.png) dient.
.................http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Turboprop.png
.................Bild aus Wikipedia, de.wikipedia.org/wiki/Datei:Turboprop.png
@Manf: Ein zusätzliches Problem beim Übergang von Flüssigkeit auf Gas bei Kreiselpumen ist der Laufradspalt gegen das Gehäuse. Gas hat eine sehr geringe Viskosität verglichen mit Wasser, die sich dramatisch auf den Einbruch des erzielbaren Drucks auswirkt, insbes. dann, wenn die Pumpe für ein anders Fluid ausgelegt ist.
Hallo!
@ Manf
Das mit dem Kaskadieren von Radiallüfter von Pollin finde ich am einfachsten und fange damit an.
Mit erhöhter Spannung für ein Lüfter habe ich schon probiert. Am Ende war es zerstörend, weil der für 1,2 V ausgelegter Motor, sich bei 12 V plötzlich (warum ?) nicht mehr drehen wollte und ich konnte für höhere Spannungen leider nicht weiter experimentieren... :(
Das mit dem Wasserbehälter und kürzerem Rörchen gefällt mir besser als mit U-förmigem Rörnchen, da es einfacher zum Bauen ist. Mir ist aber die Gefahr, dass das Wasser im Staubsauger landet zu groß und die Genauigkeit zu klein.
@ oberallgeier!
Besten Dank für Bestätigung, dass ich mir richtig den Aufbau von dem Luftdruckmessgerät vorstelle. Das konnte ich mir eben noch von Physikunterricht erinnern.
Laut deinem schönem Bild muss es mit den kaskadierten Radiallüfter klappen, da ich an Märchen schon lange nicht mehr glaube... :)
Wenn ich das Bild richtig verstehe, können alle Lüfter auf gemeinsamer Achse befestigt und mit nur einem Motor mit gleicher Leistung, wie gesamte, angetrieben werden. Dank dessen wäre die Kaskade kleiner, was von mir sehr erwünscht ist.
MfG
oberallgeier
09.10.2009, 09:51
... alle Lüfter auf gemeinsamer Achse befestigt und mit nur einem Motor ... angetrieben werden ...Im Prinzip - ja. Aber schau mal auf die Zeichnung: Die Ventilatorstufen haben immer kürzere Schaufeln, dh. eine kleinere Ringfläche des Ventilators. Die kleinere Ringfläche wird meist auch durch einen kleineren Wellenteil erreicht. Da die Luftgeschwindigkeit UND der Druck steigen, fließt durch einen gleichen Querschnitt mehr Luft (gewichtsmässig mehr) durch. Mehr Luft gibts aber nicht - es wird nur die verdichtet, die vorne angesaugt wird. ALSO muss der Durchlaufquerschnitt entsprechend dem lokalen Druck und der lokalen Geschwindigkeit angepasst werden. EIN möglicher Vorschlag wäre es, die Ventilatorflügel der Folgestufen zu kürzen und ein sehr gut passendes neues Aussenrohr anzufertigen vermutlich durch Ausfüttern des alten Aussenrings mit Kunststoffringen. Wichtig auch die strömungsgünstige Anpassung an die vorhergehende und die folgende Stufe.
Da ist wieder meine Mechanikschwäche deutlich erkennbar. Erst jetz verstehe ich das mit der ein- und ausgehender Luftmenge, die gleich ist, richtig.
Vielen Dank, dass du mir viel Arbeit um sonst und Entäuschung erspart hast. Weil ich die nötige Querschnitte leider selber nicht errechnen kann, gehe ich davon aus, dass ich sie die Proportionen der Durchmesser vom Bild übernehmen könnte.
Als einfachste Lösung finde ich ein Stück von einem Kunstofftrichter beiseitig abzuschneiden, da es nicht ein "yet" seien müsste... :)
Die entsprechend schräge Schaufel von Lüfter lassen sich angeblich auch aus den Radiallüfter von Pollin mit einer Säge und BF-2000- Super Industrieklebstoff basteln. Was für eine Spalte zwischen dem "Trichter" und Schaufeln ist dort zulläsig, weil es über die Bastelmöglichkeit entscheidet ?
Angeblich müssen auch die Drehgeschwindigkeiten der Turbinen mit fallendem Durchmesser steigen, was man mit der Spannungen/Ströme (einfaches PWM mit 555-er) der entsprechender Motoren (fast) optimal einstellen könnte.
MfG
oberallgeier
09.10.2009, 12:46
... gehe ich davon aus ... die Proportionen der Durchmesser vom Bild übernehmen ...Nein, das kannst Du leider nicht. Es ist "nur" ein Bild. Ausserdem ist das ein richtiger Kompressor, da kommt hinter der ganzen Einrichtung (vor der Brennkammer) Druckluft raus, das ist nicht so ein Fächel-Ventilator wie sie für PCs etc. üblich sind.
Die Berechnung ist (ganz überschlagsmässig) einfach: P1*V1 = P2*V2 - sprich: Druck vor dem Fächelventilator mal Volumen vor dem Fächelventilator ist dasselbe wie Druck mal Volumen dahinter. (Anmerkung für die Thermo-/Aerodynamiker: ich sehe das Ganze vereinfachend als isotherm an - Adieu Adiabasie). Steigt der Druck von 1000 mbar auf 1005 mbar (das dürfte optimistisch sein, Manf spricht von einer Druckerhöhung um 1 mbar), dann wird das Volumen um den Faktor 1000/1005 kleiner. Nehmen wir mal an, dass der Ventilator einen Aussendurchmesser von 100 mm hat, einen Motor/Kerndurchmesser von 50 - also 25 mm lange Flügel. Dann könnte der nächste Ventilator auf einen Durchmesser von etwa 99,7 mm gebracht werden.
Sei nicht böse - aber das ist so. Du siehst an dem geringen Durchmessersprung die geringe Effektivität dieser Technologie mit den verfügbaren Ventilatorstufen. Ich fürchte, dass diese Lösungsmöglichkeit ein Holzweg ist. Daneben fürchte ich auch für die "Aufwirbeltechnik" die meiner Meinung nach zum späteren Beseitigen aus vielerlei Gründen ungeeignet ist. Einer dieser Gründe besteht darin, dass Du mit Sicherheit den Feinstaub von wenigen Mikrometern Durchmesser und kleiner nach dieser Methode nie eingefangen bekommst - das gibt nur ein hässliches Aerosol.
... Die entsprechend schräge Schaufel von Lüfter lassen sich angeblich auch aus den Radiallüfter von Pollin mit einer Säge und BF-2000- Super Industrieklebstoff basteln. Was für eine Spalte zwischen dem "Trichter" und Schaufeln ist dort zulläsig ...Ein Radiallüfter mit halbwegs geringer Lärmentwicklung und gutem Förder-Wirkungsgrad ist meines Erachtens nach am Basteltisch kaum zu erstellen. Schau Dir bitte mal die saubere Profilierung eines guten Axiallüfters an - das ist schon feine Aerodynamik. Wärs das nicht, gäbs reichlich Krach und kaum Wirkungsgrad. Aber da fehlt mir jetzt wirklich eigene Erfahrung zu Radiallüftern.
... Angeblich müssen auch die Drehgeschwindigkeiten der Turbinen mit fallendem Durchmesser steigen ...Das ist mir neu. Turbotriebwerke haben viele Stufen auf einer einzigen Welle - diese Stufen drehen alle gleich schnell. Meist gibt es aber zwei Abschnitte: Vorverdichter - mit etlichen Stufen auf einer Welle - und einen Nachverdichter, der den Enddruck macht - mit einigen Stufen auf einer Hohlwelle, die auf der Welle der vorderen Gruppe läuft. Aber das geht dort, wie gesagt, wirklich um sehr viel Druckerhöhung und um extrem hohe Wirkungsgrade. Jede Stufe einer Verdichtergruppe läuft mit derselben Drehzahl wie die anderen der gleichen Gruppe. Anders sieht es bei grossen Radialverdichtern aus (Chemieanlagen, Bohrinseln etc.) - die haben mehrere Stufen mit jeweils anderer Drehzahl an einem hübsch komplexen Getriebe - und bei den wirklich großen Stationen laufen dann die Abtriebswellen praktisch immer überkritisch. DAS ist feinster Maschinenbau (Getriebe und Verdichterstufen).
Nachtrag: PICture, bitte prügel mich nicht, wenn ich einen Alternativvorschlag mache. Nimm so einen von Deinen Axiallüftern, ich nehme mal an mit einem Ausserdurchmesser von 100 mm. Leg den auf den Boden, evtl. montierst Du ihm nen Trichter davor - sagen wir mal 300 mm lang mit einer Ø30mm-Öffnung. Diese Öffnung hat viele, sehr kleine Zacken am Rand. Das Ganze mit der Ø30mm-Öffnung auf eine Stelle mit Standardbeschmutzung stellen und Ventilator einschalten. Nach 1, 2 ... etc Minuten nachsehen, wieviel Schmutz noch da ist. Wenn das halbwegs Erfolg hat, könntest Du die Abluft über eine Wasseroberfläche leiten und schauen, wieviel Schmutz im Wasser bei einer Testsitzung abgeschieden wird. Danach könnte man auf den gewonnenen Erkenntnissen die weiteren Techniken überlegen.
Es ist möglich, dass ich noch nicht alles richtig verstehe, aber für mich, bei gleichem Luftdurchsatz müsste eine Turbine mit kleinerem Durchmesser sich schneller Drehen oder anderen Neigungswinkel der Schaufeln haben.
Ich denke auch, dass ich nicht in der Lage bin sowas prezises zu basteln und werde lieber einen kleinen Aufblasegerät bei eBay suchen. Zumindest habe ich wieder sehr viel neues gelernt und werde genau wissen, wie´s funktioniert... :)
Ich möchte mich sehr herzlich bei allen Beteiligten für Ihre Mühe und Geduld bedanken, die mich zur optimalen Lösung gebracht haben.
Als schönste in unserem Forum finde ich, dass hier so viel hilfreiche Leute gibt... :)
MfG
oberallgeier
09.10.2009, 13:55
... bei gleichem Luftdurchsatz müsste eine Turbine mit kleinerem Durchmesser sich schneller Drehen oder anderen Neigungswinkel der Schaufeln haben ...Aber natürlich verstehst Du das richtig. Das mit dem anderen Neigungswinkel lassen wir so stehen - das trifft es im Wesentlichen sehr gut. Es gibt - wie so oft - mehrere Möglichkeiten. Man muss die richtige/optimale/herstellbare/berechenbare/erprobte/etc Variante wählen. Das ist das Problem.
Ich habe auf die schnelle sowas bei eBay gefunden und denke, dass sich das als Staubsauger für meinen Bot eignet:
http://cgi.ebay.de/Elektrische-Volumenpumpe-Luftpumpe-Pumpe-12-230-Volt_W0QQitemZ290356195557QQcmdZViewItemQQptZBoots teile_Zubeh%C3%B6r?hash=item439a93f0e5&_trksid=p3286.c0.m14
MfG
Leider komme ich erst etwas verzögert dazu und kann nur unterstützen ein fertiges Teil für den Zweck zu besorgen. Das in Ebay sieht doch ganz gut aus für einen Test, vor allem auch preislich.
Zum Volumenstrom in mehrstufigen Verdichtern sollte man noch zwei Punkte anmerken, bzw hervorheben. (Ich habs noch mal gelesen, es wurde alles schon gesagt nur noch nicht von mir. )
Es geht ein konstanter Massenstrom durch die mehrstufige Turbine und kein konstanter Volumenstrom. Die komprimierte Luft nimmt von Stufe zu Stufe weniger Raum ein, damit fällt auch der Querschnitt der Kammern.
Bei den Pollin Lüftern bis hin zu leichten Staubsaugern hat man kaum eine Druckerhöhung die sich nennenswert auf das Volumen auwirkt und die Abstufung des Durchmessers kann leicht entfallen sie wäre eher eine Verzierung die dan Aufwand nicht rechtfertigt.
Vielleicht doch noch den einen Punkt: Mit Radiallüftern oder Gebläsen wird man etwas mehr Druck aufbauen können als mit einem Axiallüftern (ohne Luftleitbleche).
Hallo Manf!
Vielen Dank für positive Beurteilung meines Schnellfundes bei Ebay. Ich denke, dass ich vor dem Sofortkauf den Verkäufer noch um die Abmessungen fragen muss, nicht dass der Bot kleiner als der Staubsauger wird...
Gibt es bei solchen Pumpen auch, so wie bei Kompressoren z.B. 5 Minuten Begrenzung des Dauerbetriebes oder Kühlungspflicht ?
Noch mal vielen Dank an dich, weil ohne dich würde ich selber auf so gute Idee nie gekommen... :)
MfG
Ich sehe es so, dass Du einen preisgünstigen Testaufbau brauchst um die Saugleistung zu beurteilen, als endgültigen Sauger sehe ich das Gerät noch nicht. In so fern ist es vielleicht nicht vorrangig wie lange das Gerät den Dauerbetrieb aushält.
Ganz im ernst denke ich dass die elektrische Leistung dafür schon eher zu hoch und die Saugleistung zu tief sein wird.
Andererseits wenn man alles vorher beurteilt, dann macht es keinen Spaß mehr.
Als Größen-Referenz im Bild gibt es den Zigarettenanzünderstecker und den Schuco Stecker.
Mir ist klar, das man bei eBay kein Datenblatt bekommt. Den brauche ich gar nicht, weil ich eigentlich nur die prezise Mechanik brauche, die drin steckt, und die ich nicht zuhause fertigen kann.
Das Gerät werde ich sowieso zerlegen und wenn nötig den Motor auswechseln auf solchen den ich will. Ich muss leider oft etwas ganzes kaufen, obwohl ich eigentlich nur ein bestimmtes Teil davon brauche.
Es kommt sowieso nicht teurer als die Radiallüfter von Pollin und das noch ohne sehr preziser Arbeit, deren Ergebniss unabsehbar ist und in Endeffekt mit Mißerfolg enden könnte.
Ich habe den Preis schon in Verluste eingerechnet, weil ich ohne Risiko bisher nichts neues, was mir Spaß macht, ausprobieren konnte... :)
MfG
oberallgeier
10.10.2009, 11:14
Hi PICture,
Dir ist sicher klar, dass dieser 1-2-3-Kompressor wohl ein Membran- möglicherweise auch ein Kolbenkompressor ist? Also nix in der Art Axial- oder Radialventilator. Ob da ein Motorwechsel eine gute Entscheidung ist, kann ich mir nicht vorstellen. WENN meine Vermutung stimmt (Membran- oder Kolbenkompressor), dann ist das ein Ding mit Ventilsteuerung. Und diese Ventile wären vermutlich recht bald recht traurig, wenn merkliche Mengen an staubsaugertypischen Teilchen angeflogen kommen.
Eine bisher nicht diskutierte Eigenschaft der Rotationsverdichter ist das Fehlen von Ventilen. Und was fehlt, kann auch nicht verkleben, verstopfen, brechen etc.
Die Pumpe bei Ebay sieht etwa so aus wie die hier:
http://img.westfalia-versand.ch/media/show_image.php?datei_id=99986&max_x=300&max_y=300
Hier wären dann noch Angebote.
http://shop.tuningprofis.de/12-Volt-Luft-Volumenpumpe-Absauger-inkl-3-Adapter_p3913_rx251_sida71fa219192fa12c8baf675f0b5 b46dd_x2.htm
http://www.voelkner.de/index.php?mp=products&file=info&WT.mc_id=preisroboter&products_model=W65042
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=482973
Bei Conrad steht auch etwas in der Gebrauchsanweisung:
Betriebszeit 30min, Netzteil 20W
oberallgeier
10.10.2009, 11:41
uuuups - also doch ein Teil aus der Familie der Strömungsmaschinen, ich dachte es wäre die Familie der Kolbenmaschinen (die vom Kollegen ist ein Membrankompressor).
Jaaa, stimmt - jetzt, mit Deinem Bilch, erkenne ich in dem Angebotsbildchen das Pumpengehäuse.
Hallo!
@ Manf
So wie ich sehe, du hast dir, wie auch immer, viel Mühe zugemutet um mir zu helfen. Herzlichsten Dank! :)
Wahrscheinlichst kaufe ich mir zwei Pumpen bei Voelkner, da ich beim Conrad grundsätzlich nichts kaufe und die beiden scheinen identisch zu sein.
Es ist also das richtige, nur noch nicht vervendete in staubsaugenden Bots. Ich muss mit dem Zeug ein bischen spielen um festzustelen, ob sich das wirklich eignet.
Interesant wäre auch, ob durch Kaskadierung der erzeugte Druck steigen wird, deswegen kaufe ich gleich zwei Pumpen. Ich werde mich noch melden, zuerst aber muss ich sie haben.
Vermutlich lassen sich die 30 Minuten der Betriebszeit durch Abnehmen des Gehäses bzw. Minderung der Betriebsspannung verlängern.
In jedem Fall würde ich mit dem Zeug für das Geld sicher länger und mehr Spass haben, als wenn ich z.B. ins Kino gegangen wäre...
Nach weiteren Überlegungen habe ich mich doch für einfachere, von Manf vorgeschlagene, Version des Druckmessers entschieden, die ich bauen werde. Meine letzte Idee: im Rörchen eine gefärbte schwimmende auf der Oberfläche des sauberen Wassers Miniaturkugel z.B. aus Styropor (sehe Code).
@ oberallgeier
Danke auch für deine Beurteilung, dann ist mein Risiko abgesenkt. :)
Wenn das Gehäuse passt, dann sollte sein Inhalt auch stimmen.
MfG
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| Luft
V
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+---------------+ |
| +-------------+ |
| | | |
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----------|#| .-----------.
A |.| | |
| |.| | |
Unterdruck | | |.| | | |
in mm WS | | |.| | | |
V | |.| | |Staubsauger|
---|------|.|--| | |
|......|.|..| | |
|......|.|..| | |
|......|.|..| | |
|...........| | |
+-----------+ '-----------'
| |
# - gefärbte schwimmende Kugel |
|
. - Wasser V
Hallo!
Ich habe die Luftpumpen von Voelkner heute schon bekommen... :)
Wenn man durch die vorhandene Öfnungen rein schaut, scheint es nur einzelner Radiallüfter drin zu sein.
Auf die schnelle:
max. Duchmesser: ca. 8 cm
Länge: ca. 9 cm
Das abgeflächtes Teil ist ca. 7 cm lang und 5,5 cm breit.
Durchmesser des Ausgangsrohrs: 16,5 mm
Durchmesser der Eingangsöffnung: 22 mm
Gewicht: ca. 170 g
Fördermenge: 240 l/min
Druck: 0,021 bar
Dauerbetrieb max. 30 Minuten!
Lautstärke ist mit einem Föhn vergleichbar aber deutlich kleiner als vom 1000 W Staubsauger.
Ich kann mir noch erinnern, dass der 12 V / 100 W Autostaubsauger angegebener Druck von 400 mm WS gehabt hat. Im Vergleich ist der 20 W Lüfter mit seinen 200 mm WS doch 2,5 mal effektiver, oder ?
Somit stelle ich meine weitere Suche ein und mache das beste daraus, was ich schon habe. So einen Lüfter kann ich sicher selber nicht basteln... :)
MfG
Die Effizienz des Lüfters ist durch Druck x Durchfluss / elektrische Leistung gegeben. Die Beziehung zwischen Druck und Durchfluss ist eine Kennlinie des Lüfters.
Die Effizienz beim Staubsaugen ist dann vielleicht so etwas wie Schmutzmasse / Wattsekunde.
Hauptsache er saugt und er kann Luft durch den Staubbeutel bringen.
Den Staub wird man wohl zusätzlich durch eine Drehbürste vom Boden lösen müssen.
Hallo Manf!
Ich denke, dass der von der Pumpe erzeugte Unterdruck ausreichend ist um mit der rotierender Bürste den Dreck aus einem Tepichboden zu entfernen. Laut meinem altem Schulfreund, wenn man oft saugen würde, ist nur bei allerestem mal die Bürste nötig um die durch gehen mit den Füssen in den Teppich gedrückte Schmutzpartikel rauszuholen.
Um den Durchflusswiderstand des Filters zu verringern und seine Effektivität zu erhöhen, möchte ich mir noch bisher unbekannten Wasserfilter anwenden. Leider habe ich noch keine genauere Beschreibung gefunden, die eine Grundlage zum Selbstbau eines klenen Wasserfilters wäre. Ich suche aber bis zum Erfolg... :)
MfG
Hallo!
Nach gelernter Reihenfolge: Analise, Denken, Synthese, habe ich die Pumpe zerlegt und genau angeschaut. Ich finde sie für mein Zweck sehr gut, weil sie bei 20 W nur ca. 5-fach niedrigeren Unterdruck erzeugt, als die üblichen Stausauger mit 1000 W.
Nach Überlegungen möchte ich das Gehäuse um die Höhe der nicht mehr gebrauchten Einsteckbuchse und des Eischalters verkleinern (ca. 15 mm).
Ausserdem will ich zwei 1,5 mm runde Löcher auf beiden Seiten der Eingangsöffnung zumachen, da sie "falsche Luft" einsaugen und der Unterdruck reduzieren. Durch die Löcher möchte ich zuerst die Zuleitungen vom Motor durchführen und danach mit Klebstoff verdichten.
Meine Temperaturmessungen haben gezeigt, dass für die als Staubsauger arbeitende Pumpe keine Beschränkung der Betriebszeit bei geringem Durchflußwiderstand zu beachten ist. Bei der Pumpe selbst hat sich keine Erwärmung der Ausgangsluft messen lassen. Bloß das mitgeliefertes Netzteil war nach halber Stunde um 18 °C wärmer, was man bei Versorgung aus einem Akku vernachlässigen kann.
Die in Bediennungsanleitung agegebene Zeiten (max. 30 min. Dauerbetrieb und danach 10 Pause zum Abkühlen) beziehen sich angeblich auf die Arbeit beim Aufblasen, was mit ziemlich großem Duchflußwiderstand verbunden ist. In der sehr kurzer Bediennungsanleitung (?) ist leider keine Belastung angegeben.
Ich habe auch festgestellt, dass die originale neue Luftpumpe sehr undicht ist und muss z.B. mit einem Kleber abgedichtet werden, wenn sie ännlichen Unterdruck, wie Überdruck erzeugen sollte. Der gemessene Unterdruck bei meiner verkleinerter und perfekt mit Kleber abgedichteter Luftpumpe beträgt bei 12 V ca. 240 mm WS. Zum Vergleich schafft der Sauger aus ROBO MAXX bei 6 V ca. 75 mm. Um die Luftpumpe leicht in (fast) jeder Position betreiben zu können, wurde das Ausgangsrohr um ca. 20 mm gekürzt.
Ich habe meinen 1200 W Staubsauger mit meiner 20 W Luftpumpe verglichen:
1200 W Staubsauger, Schlauch mit Innendurchmesser 30 mm
Statischer Unterdruk...: 1200 mm WS (1 mm WS pro 1 W)
Pitotrohr im Schlauch..: 100 mm WS
Pitotrohr in Saugdüse : 0
20 W Luftpumpe, Schlauch mit Innendurchmesser 13 mm
Statischer Unterdruck.................: 240 mm WS (12 mm WS pro 1 W)
Pitotrohr in Schlauch=Saugdüse : 200 mm WS
Die Ergebnisse möchte ich nicht kommentieren und denke, dass auch kleiner Staubsauger effizient seien könnte...
Weil für mich das Problem schon gelöst ist, möchte ich mich bei allen die dazu beigetragen haben, vor allem Manf und oberallgeier, sehr herzlich bedanken, weil ohne der Hilfe hätte ich das selber nicht lösen können. :)
MfG
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