Läßt sich mit so einer Maschine sehr heiße Luft erzeugen ähnlich einer Wärmepumpe?
https://www.eputec.de/das-wirbelrohr-verstehen-so-funktioniert-die-kuehlung-bis-46-c/
Wer kennt sich aus mit dieser Technik und bastelt gern. Wenn man 1000 bis 10000
Wirbelrohre ausgeklügelt neben und hintereinander kaompakt zusammenschließt, läßt sich mit so einer Maschine sehr heiße Luft erzeugen ?
2 Antworten
Hallo,
in einem Gas schwingen die Moleküle hin und her. Angetrieben werden diese durch die Wärme, also kann ein gas auch eine bestimmte Menge an Wärme aufnehmen. Wird ein Gas in ein Gefäß (z.B. eine Gasflasche) eingesperrt, wird auch die Schwingung der Moleküle behindert, Das Gas kann nicht mehr so viel Wärme aufnehmen und die Temperatur steigt. Das Verhältnis beträgt z.B. bei Luft 1,4. Auch überhitzter Wasserdampf verhält sich bei über 200°C schon fast wie Luft. Man sagt zu diesem Verhältnis Kappa.
Der Druck verhält sich wie V1/V2 ^1,4´*1 (die 1 dient als Merkhilfe, daß es sich um absolute und keine relativen Werte handelt bzw. ist der Normaldruck.
also z.B. bei einer Verdichtung von 1:20 ^1,4 beträgt der Druck 66 Bar.
wird dem Gas durch die Verdichtung Arbeit zugeführt, so verringert sich die spezifische Wärme des Gases und die Wärme wird aus dem "herausgedrückt", so daß die Temperatur steigt.
Die Temperatur verhält sich wie V1/V2 ^ 0,4 (1,4-1) * 293°K (das es sich um absolute Werte handelt bitte die Temperatur in °Kelvin nehmen, bei 293°Kelvin sind das 20°C)
= 904°K - 293°K = 612°C
bei der Entspannung ist das gerade umgekehrt:
also:
V1/V2 ^- 1,4´*1
V1/V2 ^ - 0,4 (1,4-1) * 293°K
also das Gas verrichtet dabei Arbeit, das Volumen erhöht sich und das Gas kühlt dabei ab.
Da mag gehen, aber wenn, dann wird es nicht reichen, Tausende von Wirbelrohren zusammenzubauen. Jedes davon benötigt ja zum Antrieb ein Druckgefälle und deshalb muss man dann auch Tausende von Kompressoren dazwischen bauen. Und da jedes der Rohre zwei Ausgänge hat, wird am Ende viel weniger heiße Luft herauskommen als man bis dahin an weniger warmer Luft als Nebenprodukt bekommt.
Eine Illusion ist die Idee, man könne damit oder mit einer Wärmepumpe den Energiebedarf für die Erzeugung von Heißluft großenteils mit der schon in der Luft vorhandenen Wärmeenergie decken und so Energie sparen. Je größer das Temperaturgefälle zwischen Raumtemperatur und Heißluft ist, um so schlechter wird nämlich infolge des Carnot-Prinzips der beste physikalisch mögliche Wirkungsgrad jeder Maschine, die die Wärme gegen dieses Gefälle auf die warme Seite pumpt. Wenn es um einige Hundert Grad Temperaturgefälle geht, dann muß man den weit überwiegenden Teil der Energie in Form der Antriebsenergie zuschießen. Daß der reale technische Wirkungsgrad des Wirbelrohres noch schlechter ist als der anderer Wärmepumpentypen, kommt außerdem hinzu. Ebenso gut kann man ein gewöhnliches Heißluftgebläse nehmen.