2019 április 23 - kedd

2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

Az egyik Olvasó, Zoli, elolvasva az üzemanyag nélküli fűtő leírását egyből nekiállt egy kisméretű, festékes dobozból álló fűtő megépítéséhez.

A kísérlet

A kísérlet célja az volt, hogy mielőtt egy nagyobb méretű fűtőt építene, igazolja a működési elv helyességét és választ kapjon pár olyan kérdésre, melyek a leírásból hiányoztak.

Zoli a következőket írta:

"Csak összedobtam egy egyszerű gépet. 11 cm széles és kb. 18 cm magas festékes doboz köré 1,5 mm-es vaslemezből csináltam hordót, amit körbe lehegesztettem. Első próba 12 perc, itt abbahagytam, mert mennem kellett és kb. 45 °C fokos lett. Az a baja, hogy a festékes doboz nem nagyon bírja, már kezd szétesni. Oszlopos fúrógéppel hajtottam meg, az ékszíjat beállítottam és 1880/perces fordulatszámon pörgettem. Kb. 1,5 dl olaj volt benne, ez kb. 2 cm magasan az alján. Amúgy nagyon finom műszerolajat használtam, de ki akarom próbálni autóból kiengedett fáradt olajjal is, mert az tele van nagyon finom fémszemcsékkel, hátha javít valamit."

futo1 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

1. ábra. Az összeszerelt fűtő a fúró állványon

"Később a festékes doboz szétesett, csak egy-két próbára volt elég. Vettem újat 200 Ft-ért és újra összeraktam. Most már precíz Ganzos mérőműszerrel mértem, de 40 °C-nál nem ment feljebb 30 perc után sem. 30 °C-ig gyorsan, 8-10 perc alatt, utána lassabban melegszik. Kb. 18 perc alatt lett 40 °C-os. Remélem a nagyobb jobb lesz. A kezdő hőmérséklet +6 °C volt."

Zoli a következő képen látható mérőműszerrel határozta meg a hőmérsékletet.

homero 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

2. ábra. A hőmérő

A fűtő melegedési görbéjét a következő ábrán láthatod.

futo_hom_gorbe 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

3. ábra. A fűtő melegedési görbéje

A paraméterek

Mikor Zolitól a pontos méreteket és paramétereket kérdeztem, a következőket válaszolta:

"A belső forgó szabványos festékes doboz, ezt különböző méretekben lehet kapni a festékboltokban.

  • Teljesen fényes acél
  • Falvastagsága: kb. 0,3-0,5 mm
  • Átmérője: 110 mm
  • Magassága: 130 mm

A külső hordó

  • 1,5 mm-es acél test
  • Belső átmérője: 116 mm
  • Külső átmérője: 119 mm
  • Magassága : 150 mm.

futo2 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

4. ábra. A fűtő külső és belső hordója

futo3 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

5. ábra. Az összeszerelt fűtő

"Nagyon kevés olajat kell beletenni, mert ha sok van benne, akkor nagyon megfogja a hajtó motort, szinte el se indul. Ezen kívül a belső hordót a sok olaj megemeli. Annyi olaj kell, hogy éppen elérje a belső hordó alját. Ahogy forog, ezt a kis olajat szépen fel is keni az oldalára.

Én tettem rá egy kis furatot is a tetejére, ahol bedugtam a hőmérő szondáját. Ez egy Ganz szonda, mely 0-1200 °C-ig mér, de ezen a kis lyukon – a tetején – az a kevés olaj is kezdett feljönni.

futo4 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

6. ábra. A fűtő felülnézetben a hőmérő bevezetésére szolgáló furattal

A fűtő maximális fordulatszámát az ékszíj állításával lehet szabályozni. Én az 1880/perces fordulatszámot használtam!

A fúró adattábláján ez szerepelt:

  • A lehetséges fordulatszámok: 520, 900, 1370, 1880 és 2620/perc
  • 230 V – 50 Hz
  • 0,25 kW – 0,33 PS
  • 60 % ED"

furo_adatlap 2.4.5.12.7. Üzemanyag nélküli fűtő 1

5. ábra. A fúró adattáblája

További tervek

Mint az elején már szó volt róla, ez csak egy kis fűtő volt, aminek a célja a működési elv tesztelése volt. Zoli azonban ennél többet szeretne:

"Nekikezdünk csinálni egy nagy gépet, precízen esztergálva, csapágyazva stb. Ezt megpróbáljuk tele tenni olajjal és teszünk rá egy tágulási tartályt is, mert ahogy nő a hő, úgy nő a nyomás és az olaj térfogata, ami viszont nagyon terheli a motort. Ezzel viszont ezt kikerülhetjük.

Van itthon négy darab alumíniumból készült PB gázpalack, amit már semmire sem használunk. A méhtelepen is csak kb. 2-3 ezer Ft-ot adnának érte, így hát egyet szétvágok és az kitűnő lesz a nagyobb gép megépítésére, mert nagy a falvastagsága és meg lehet esztergálni úgy, hogy egybe menjen. Csak a lezárásait kell megoldani.

Ezen kívül van apósomnak régi, nem használt, 120 literes vízmelegítő bojlere, ami nagyon jól tartja a hőt, jól van szigetelve, de rossz benne a fűtőszál. Ebbe építem bele a dobot. A bojler elektronikája megmarad és ha eléri a kellő hőfokot, akkor lekapcsolja a motort a fűtőszál helyett. Ehhez majd az kell, hogy az új gép legalább 80-150 °C-ot produkáljon, hogy át tudjon adni megfelelő hőmennyiséget."

Kiértékelés

Az eddig rendelkezésünkre álló adatok alapján a fúró teljesítményfelvétele a maximális 2620/perces fordulatszámon 250 W. A fúró tényleges teljesítményfelvétele azonban ennél valószínűleg kisebb volt, mivel a terhelés és a fordulatszám állandó volt. Ezért vegyük csak a maximális teljesítményfelvétel 70 %-át, azaz 250 * 0,7 = 175 W.

Ez a teljesítmény hőenergiában kifejezve egy óra alatt:

E_fúró = 0,175 * 3,6 * 10^6 = 0,63 MJ.

Megjegyzés: Ahhoz, hogy a motor tényleges teljesítményfelvételét pontosan meg tudjuk határozni, ki kell mérni a motoron átfolyó áram erősségét és a rajta eső feszültség nagyságát.

Hogy ebből a befektetett villamos energiából mennyi hőenergiát kapunk, azt a Stefan-Boltzmann törvény segítségével tudjuk meghatározni. (Erről pl. itt olvashatsz bővebben.)

E = s * A * T^4

ahol:

  • s – a Stefan-Boltzmann féle állandó [ 5,75 * 10^-8 J/(m2*sec*K^4) ]
  • A – A fűtő felülete [ m2 ]
  • T – a fűtő hőmérséklete Kelvinben kifejezve [ Ez 40 °C-nál 313 K ]

Először számítsuk ki a fűtő külső palástjának a felületét.

A = 2 * Pi * r * (m + r)

ahol:

  • m – a fűtő külső hordójának a magassága [ 150 mm = 0,15 m ]
  • r – a fűtő külső hordójának a sugara [ 59,5 mm = 0,0595 m ]

Ebből kiszámolhatjuk, hogy a fűtő külső hordójának a felülete:

A = 2 * 3,14 * 0,0595 * (0,15 + 0,0595) = 0,079 m2

A másodpercenként kisugárzott energia tehát:

E = 5,75 * 10^-8 * 0,079 * 313^4 = 43,6 J

Ez egy óra alatt:

E_fűtő = 43,6 * 3600 = 0,157 MJ

A hatásfokot ezek szerint a következőképpen határozhatjuk meg:

h = E_fűtő / E_fúró

h = 0,157 / 0,63 = 0,249 => 24,9 %

A hatásfokot befolyásoló tényezők

  • A motor típusa – A fűtő pörgetéséhez használt motor típusa erősen befolyásolja a hatásfokot. Ha olyan motort használunk, aminek nagyon kicsi a teljesítmény-felvétele, akkor a hatásfok radikálisan növelhető. A leírásban a szerző 12 V-os és 3-5 A-es motort javasol. Ez csak max. 60 W, szemben a fúrónál számolt 175 W-tal, vagyis ez a hatásfokot megháromszorozná
  • A fordulatszám – Az optimális fordulatszám beállításával tovább növelhető a hatásfok. Ezt kísérletekkel határozhatjuk meg
  • A külső hordó anyaga – A leírásban alumíniumot használnak, Zoli viszont acéllemezből alakította ki a külső hordót
  • A fűtőben használt közeg – Ennek megváltoztatásával szintén módosíthatjuk a hatásfokot
  • A fűtő mérete – Ha a nagyobb méretű fűtő ugyanakkora hőmérsékletre történő melegítéséhez ugyanakkora teljesítményt vesz fel a rendszer, mint ennél a kisebb méretű fűtőnél, vagy legalább is nem egyenesen arányos a motorból felvett teljesítmény és a fűtő mérete (ami elképzelhető), akkor ez a hatásfok még tovább javítható. A felület megnövelésével a hőmérsékletet szeretnénk növelni.

Mint látjuk, Zoli kísérletével még nem sikerült a leírásban említett 100 %-os hatásfok fölé jutnunk, de ez csak az első kísérlet volt. Kíváncsian várjuk a folytatást. Téged is arra szeretnélek bátorítani, hogy végezzél kísérleteket az üzemanyag nélküli fűtővel és oszd meg az eredményeidet velünk.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás