Spørg Læserne: Turbiner i skorstenen?


Spørg Læserne

I 'Spørg Læserne' kan du stille spørgsmål om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og lader de klogeste hoveder svare: ing.dk's læsere.

Nu kan du også udfordre dine venner med ekspert-spørgsmål fra Scientariet i Ingeniørens Facebook-quiz "Så ka' du lære det!".

Klik for at deltage i quizzen og test dine venner.


Dokumentation

Af Julie Maria Callesen, torsdag 01. sep 2011 kl. 14:58

Jørgen Dürke Hansen spørger:

»Nu hvor der er snak om at bygge huse på +1000 m, så kom jeg til at tænke på noget, jeg som dreng læste om:

Man påtænkte at bygge nogle kæmpe 'skorstene', hvor man ville udnytte skorstenseffekten og indbygge nogle vindturbiner i bunden af disse skorstene for at frembringe elektricitet, og med de nye muligheder for at bygge i højden synes dette nu at være en mulighed.

Så mit spørgsmål er nu: Er der nogen der kigger på denne mulighed for at frembringe energi?«

Muligheden for at udnytte solskorstene har tidligere været diskuteret her på ing.dk, f.eks. i Tæmmede tornadoer som energikilde.

Vi lægger spørgsmålet ud til jer læsere. Har du et godt bud på et svar? Så skriv det i debatten nedenfor. Vi følger alle jeres gode bud i debatten.



01. sep 2011 kl 17:13

avatar

Lars Helbro

Dyr mølle

I en alm. skorsten på 6-7meter er et normalt godt træk ca. 3mm.vandsøjle.
Prøv med et sugerør at trække en væske 3mm op i sugerøret. Så fornemmer du størrelsen af kræfterne.
1000meter gør selvfølgelig en forskel, men det er nok også en ret dyr løsning.
http://ing.dk/artikel/121564-m...ning


01. sep 2011 kl 19:55

Lars Mortensen


02. sep 2011 kl 00:35

Peter Vind Hansen

Matematisk skorstens model

Hej Lars og Lars

Jeg fik set på linket, der hævder at systemet har en virkningsgrad der svarer til Carnot-virkningsgraden?

Jeg har selv, i forbindelse med en debat om brændeovne, opstillet en matematisk model for det volumetriske flow ( volumen strømmen af luft/røg op gennem skorstenen).

Det er ikke overraskende at det volumetriske flow er propertionalt med tværsnits arealet i skorstenen, der er mere overraskende at flowet er propertionalt højden af skorstenen opløftet i 3/2 (h^3/2).

Desvære er det muligt at skrive formler ind som kommentar men hvis der er nogle der er interesseret i det matematiske udtryk er de velkomne.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen


02. sep 2011 kl 07:06

Tyge Vind

Skorstenstræk


Hej Peter
Tak for flere interessante indlæg; her skriver du:

- "Desvære er det muligt at skrive formler ind som kommentar men hvis der er nogle der er interesseret i det matematiske udtryk er de velkomne."

For mig giver det mening at skrive:
- Det er muligt at skrive formler ind som kommentar og hvis der er nogle der er interesseret i det matematiske udtryk er de velkomne.

eller:
- Desvære er det ikke muligt at skrive formler ind som kommentar men hvis der er nogle der er interesseret i det matematiske udtryk er de velkomne. (udenfor ing.dk/debat)

Med excelnormenklatur er det for mig muligt at skrive de fleste formler også i ing.dk/debat f. eks.;

............ h^1,5 ..... eller .......... h^(3/2) ....... m^(3/2)

men ikke ...... h^3/2 ..... m^3

Naturlig træk i skorstene er udførligt behandlet i "Dampkraft" s. 38 til 45, hilser Tyge


07. sep 2011 kl 13:51

Nils Peter Astrupgaard

Re: Skorstenstræk


Naturlig træk i skorstene er udførligt behandlet i "Dampkraft" s. 38 til 45, hilser Tyge

4. udg. s 44 - 53 ;-)

Den står lige ved siden af mig og er et kært arvestykke.


07. sep 2011 kl 16:03

Bjarke Mønnike

Ifølge go´e gamle Hütte

III. Band: Bauingeniurwesen 27 aflage 1951 2.Teil side 630 c) Leistung der Schornsteine viser et diagram at trækket i en skorsten ved 100 grader og en gasmassefylde på 1,27 kg/m^3 er 3,5mm Hg per meter skorstenshøjde linært.


07. sep 2011 kl 21:05

Peter Vind Hansen

Re: Skorstenstræk

Hej Tyge

Tak fordi du gider at læse korrektur på på mit indlæg. Jeg må indrømme at de sproglige koder er lidt slappe i det sidste afsnit, men det var også blevet sent på natten.

Med det volumetriske flow mener jeg rumfanget af røg gennem skorstenen over tid:

Q = A * h * t^(-1) , [m^3 * s^(-1)]

hvor A er skorstenens tværsnits areal [m^2]

h er skorstenens højde [m]

og t er tiden, et imagenært rumfang af røg er om at bevæge sig fra bund til top [s].

Det tog mig lidt tid at gennemskue at Q er proportional med h^(3/2), hvis modellen vel at mærke er rigtigt opstillet.

Jeg har ikke kendskab til bogen Dampkraft, men jeg vil gerne læse specielt afsnittet om skorstene.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen


07. sep 2011 kl 21:42

Tyge Vind

Træk er ikke vindkraft


Tak for en udførlig matematik, helt OK

Men hvad er din mening med:

"Desvære er det muligt at skrive formler ind som kommentar men hvis der er nogle der er interesseret i det matematiske udtryk er de velkomne."?

Ikke kun som korrektur, men som analyse af tekniske udfordringer?
Som jeg ser det, kan du skrive matematiske udtryk på ing.debat.

Skorstenstræk er ikke nok for vindkraft; ofte er man nødt til at bruge kunstig træk (med elventilator)

Mvh Tyge


07. sep 2011 kl 22:40

Peter Vind Hansen

Re: Træk er ikke vindkraft

Hej Tyge

I citatet skulle der stå "Desværre er det ikke muligt ...". Men det er jo ikke rigtigt. I min model indgår en brøk med et algebraisk udtryk under et kvadratrodstegn og det ser efter min mening rodet ud i "Excel" notation.

Matematiske udtryk er mere æstetiske i en klassisk algebraisk notation (og lettere at "læse") efter min mening.

Men hvad mener du med "Skorstenstræk er ikke nok for vindkraft; ofte er man nødt til at bruge kunstig træk (med elventilator)". Specielt første sætning.

Jeg mener problemet er at røg temperaturen ofte er så lav, under 400 K og så for man et svagt træk. Den lave røg temperatur skylles så man vil genindvinde så meget af varmen som muligt (på kraftvarmeværkerne f.eks.).

Venlig hilsen Peter Vind Hansen


08. sep 2011 kl 00:24

Tyge Vind

Skorstenstræk er ikke nok


Hej Peter, jeg forstår dine notoriske betænkeligheder, men excel viser sig nok anvendervenlig efterhånden.

"Skorstenstræk er ikke nok" menes bogstaveligt:
Hverken areal >5000 m^2 eller hastighed >10 m/s kan konkurrere med standard vindkraft.
Ikke engang med vanddamp og køletorn.

Mvh Tyge


08. sep 2011 kl 05:49

Peter Vind Hansen

Re: Skorstenstræk er ikke nok

Hej Tyge

Jeg gennemgik min model igen og fandt en mindre korrektion.

Q er proportional med h^(1/2). Og så ser det ikke så festligt ud mere med de høje skorstene.

Så jeg må give dig ret, projektet er ikke farbart.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen


11. sep 2011 kl 10:00

Peter Vind Hansen

Dimensionering af skorsten

Ved dimensionering af en skorsten kan det være nyttigt at overveje mængden af røg/luft skorstenen kan transportere. Det har ikke den store betydning for almindelige brændeovne da de ikke har det store luft forbrug (omkring 20 m^3/h). Men er der tale om pejse eller masseovne (eller større fyr) kan det være nyttigt.

En simpel matematisk model er:

Q = A * h^(1/2) * ((∂(luft) - ∂(røg)) * g)^0,5 * (2 * ∂(røg))^(-0,5) , [m^3/s]

Q er det volumetriske flow

A er skorstenens lysningsareal [m^3]

h er skorstenens højde [m]

∂ er densiteten af henholdsvis luft (uden for) og røg (i skorstenen) [kg/m^3]

g er tyngdeaccelerationen [m/s^2]

Udtrykket er analogt til den kinematiske formel v = (s * a)^0,5

Således vil en skorsten på 5 m (Ø = 0,15 m) kunne løfte 757 m^3/h mens en 10 m høj skorsten kan løfte 1070 m^3/h (når røgen er 100 gr. C og ude temperaturen er 10 gr. C).

En skorsten med en højde på 1000 m kan teoretisk løfte 10 gange så meget som en på ti meter, men røgen holde næppe samme temperatur hele vejen op. I 1000 meter højde er lufttrykket også mindre end ved jordoverfladen (omkring 88% af atmosfæretrykket ved jordoverfladen.).

Modellen forudsætte at skorstenen er isoleret og glat og det er de teoretiske maximum værdier modellen beregner.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen


11. sep 2011 kl 19:20

avatar

Lars Helbro

Re: Dimensionering af skorsten

Tak for formlen Peter.
Jeg vil videregive den til mine elever.
Selv bruger jeg min erfaring, som er fulrdstændig enslydende med det du beskriver teoretisk her.
Og dog - det kræver ikke en 1000meter høj skorsten at konstatere et betragteligt temperaturfald. Der sker meget allerede på de velkendte 6-7 meter.
Den berømte "kuldeprop" kort efter optænding med fint træk, er jo netop et resultat heraf.


12. sep 2011 kl 18:40

Peter Vind Hansen

Tricks mod kuldeprop

Hej Lars

Et tricks til at fjerne kuldeproppen lærte jeg af min gamle læremester i murefaget. Skorstenen skal forvarmes og en metode er at tage renselemmen af og komme en avisside op i skorstensrøret og derefter antænde avissiden. Avissiden med flammer vil forsætte op gennem skorstensrøret og fjerne kuldeproppen, hvorefter ovnen er lettere at optænde. men man skal tænke sig om før man udfører øvelsen og metoden kan ikke anbefales til stråtækte ejendomme. Ej heller hvis der er løbesod i skorstenen.

En bedre metode er måske at forvarme skorstenen med en gas flamme.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen


12. sep 2011 kl 20:38

avatar

Lars Helbro

Re: Tricks mod kuldeprop

En bedre metode er måske at forvarme skorstenen med en gas flamme.

Jeg har nu fundet en endnu bedre metode.
Et 500w el-varmelegeme som lige passer ind i en fuge.
2,5 min. så er der træk i skortenen
En timer som afbryder efter 10min. så kan min kone også finde ud af det.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto