Verkningsgrad igen

[Honda]

Erik_73, du måste skilja på energimängd och effekt (alltså energimängd/tid). Att elda 1kWh pellet säger inget om effekten. Om det sker på en en tusendels sekund så har vi en megaWatt, och då spränger man nog den pannan.

Men du har rätt i att jag har inte tagit hänsyn ovan till att vattenbehållaren förstås innehåller en viss gasmänd, tex luft, innan man börjar köra den heta gasen genom den. Om den mängden är stor i förhållande till den gasmängd som ska genom så visst påverkare det. MEN det har betydelse bara i exemplet med ett slutet system, dvs då vi matar igenom en mängd gas och samlar upp den på andra sidan. I nästa exempel med ett öppen system och kontinuerlig matning så har det ingen betydelse. Vi skulle ju mata på tills systemet är i jämvikt, dvs pelletmatning, vattenflöde och alla temperaturer hålls samma hela tiden.

Det här är grejen: Saker kallnar inte utan att den värmeenergin de innehåller överförs till omgivningen.
Eller sagt såhär: Då vi säger att något kallnar, så menar vi att dess värmeenergi har överförts till något annat.
Därför fungerar en termos. Om vi förhindrar all form av överföring av värmenergi, så kallnar inte kaffet.

Det här är en omöjlighet "energi skulle åka rakt ut i skorstenen med låg rökgastemp och opåverkat pannvatten", det strider mot energiprincipen. Om så sker pga enorm luftvolym i en stor panna, så betyder det ju att luften i pannan har tagit emot värmeenergi och blivit varmare. Och luften i en stillastående panna har ju naturligtvis samma temperatur som pannvattnet, så då luften blir varmare så startar genast en värmeöverföring från "pannluften" till pannvattnet.

Eller för att vara riktigt noggrann så kan jag ju tillägga att visst kan man sänka temperaturen på en gas utan att flytta bort den termiska energin. Temperaturen på en gas beror ju på trycket också, så om vi sänker trycket efter pannan till en halv atmosfär, så visst har vi låga rökgastemperaturer då, trots att energin inte finns i pannvattnet. Men om vi bygger en maskin för att manipulera trycket så bättre skulle ju då vara att höja trycket till varför inte 50 atmosfärer inuti tuberna, då skulle vi få en mycket högre temperatur och betydligt större värmeöverföring till vattnet, och sedan minusgrader i skorstenen då vi låter trycket sjunka till en atmosfär. Men sådana maskiner finns ju redan, de kallas visst värmepump...

Poängen är att så länge vi inte talar om värmepumpar så är tryckskillnaderna i en panna så små att de inte ger någon mätbar påverkan på resultatet. Och energiprincipen gäller ju förstås även i en värmepump, energiinnehållet i en gas beror lika mycket på trycket som på temperaturen.

[Honda]

Honda skrev:Nu vet vi alltså hur mycket gas som flödar ut ur byttan varje sekund, vi vet också hur mycket energi den gasmängden måste innehålla. Då borde vi kunna räkna ut vilken temperatur den gasen måste ha?

Med tillräckligt många antaganden om bla gasens sammansättning och tryck kan man räkna ut temperaturen.
( Det behöver inte vara en enkel beräkning).

Tack Jörgen, då kommer jag ofrånkomligt till nästa punkt:

Nu har vi ingen flödesmätare och temperaturmätare kopplad till vattenbehållaren. Istället mäter vi rökgasens temperatur. Gasens sammansättning kan vi slå upp i lämplig bok (det var ju perfekt förbränning), trycket är hela tiden 1 atmosfär. Om vi i ena fallet kunde räkna ut gasens temperatur då vi visste hur mycket energi som transporterades bort via vattnet, så nu borde vi då kunna räkna åt andra hållet. Alltså vi mäter rökgasens temperatur och känner till dess sammansättning.

Nu borde vi alltså kunna räkna ut hur mycket energi/tid som hamnar i pannvattnet, då vi känner till rökgasens temperatur?

[jteg68]

Ja.

Det var det jag visade med exemplet i början med olika rökgasförluster vid olika temperaturer och CO2-halter.
De siffrorna kommer inte från endast teoretiska resonemang utan en blandning med teori och förluster uppmätta med verkliga bränslen (ved i mitt exempel vilket är tillräckligt nära pellets).

/Jörgen

[ronald]

Är väl pannverkningsgraden som är det intressanta?

Edit:håller alltså med Andre här..!

Vi ältar igentligen inte samma sak nu skulle jag tro,,brännarens verkngradkontra pannansverkngrad så därför blir det lite slå pannan i rostret....
Jag pratar om pannans och turbulens och hur den kan ta upp eller inte dom rökgaser som ...osv

Men det är ju bra att olika verkngrader fakta samlas...

[Torsten]

Ja när de som grundligen missuppfattat en fråga ältar då blir det långa trådar.

[Honda]

Hej Torsten, du håller alltså med mig hittills då, eftersom du tydligen har följt med denhär tråden och inte haft några invändningar hittills?

Grundligare än såhär kan jag nog inte reda ut hur jag resonerar, men det skulle kanske vara smartare att göra som du och säga "Du har missuppfattat allt, hejdå"

[Honda]

Tack igen Jörgen.

Då har vi alltså kommit så långt att om vi antar perfekt förbränning av pellet i konstant atmosfärtryck så kan vi exakt beräkna tillvaratagen energi från vattenbehållaren / tillförd energi i form av pellet, dvs värmeväxlarens verkningsgrad, enbart genom att mäta upp följande: Utgångstemperatur och rökgastemperatur

Några invändningar på det?

[Erik_73]

Honda tror inte du förstod vad jag menade med att energin åker ut i skorstenen med låg temperatur och ingen eller mycket liten påverkan på pannvattnet, den heta gasen har ju en viss temperatur och volym vid en given mängd förbränt bränsle och precis som du säger så överför den energin till luften runt sig och då sjunker temperaturen på dom heta gaserna eller hur?

Om nu den tillförda mängden bränsle(pellets) avger en mycket liten volym heta gaser i förhållande till konvektionsdel/skorsten så blir den mesta av energiöverföringen till omgivande luft och därmed får du inte samma överföring av energin till pannvattnet

[Honda]

Erik, du har helt rätt i det, därför lade jag till att jag har ignorerat den faktorn i det första exemplet med ett slutet system.

Skillnaden i det andra exemplet är att det är ett öppet system, eller ett kontinuerligt förlopp. Vi kör helt enkelt på tills inga mätvärden längre ändrar. (Helt enkelt för att då får vi en situation som är mycket enklare att analysera och förstå).

Det som bekymrar dig är uppstartförloppet, vad som händer medan vi håller på att värma upp en massa extra luft inuti pannan. Det visar ju sig helt riktigt som att rökgastemperaturen då är lägre men samtidigt stigande. Då rökgastemperaturen planar ut, alltså slutar stiga, så är uppstartfasten över och vi kan tillsvidare strunta i att analysera den.

Men energin som hamnar i luften kommer ju förstås inte att försvinna någonstans. Om vi slutar att elda mitt i uppstarten och stänger rökkanalen så kommer luftens temperatur att sjunka och pannvattnets temperatur att öka, tills de möts och jämvikt råder. Men nu talade jag ju fortfarande om en teoretisk modell och inte om en panna med uppstarter och nedsläckningar.

Och nej det spelar ingen roll hur stor "pannan" är i förhållande till "elden". Vi kan ju ta värmeljuset igen. Om vi konstruerar en brännare som eldar med samma effekt som ett värmeljus. Den producerar ett mycket litet flöde gaser, temperaturen är dock samma som i den stora brännaren eftersom förbränningen fortfarande är perfekt. Led då in detta i en "enorm panna" och släpp ut ett lika stort gasflöde i andra ändan. Nu kan det ju ta flera dagar innan "pannan" är tömd på luft. Men det vi gör är ju att vi släpper in en (tex) 1000 grader varm gas i ena ändan, och en 80 grader varm gas i andra ändan. (samma temperatur som vattnet). Även om det första dagen är bara luft som kommer ut ur pannan så kan vi fortfarande räkna ut luftens energiinnehåll och inkommande gas energiinnehåll och därmed verkningsgraden (i det driftsfallet). Skulle det visa sig att den minimala brännarens gaser till sist hittar ut ur pannan utan att kallna, så då visar det sig direkt i den uträknade verkningsgraden.

[Vednisse]

@Honda: Det är inget fel i det du säger och bevisar, men pannverkningsgrad och totalverkningsgrad är väl det som är intressant?
De flesta här eldar pellets i en panna med tillhörande brännare för att värma sina hus...det är nog ytterst få som "bränner" värmeljus och låter gaserna passera genom en vattenbehållare.

/Vednisse

[Honda]

Visst, men då jag med jämna mellanrum blir kallad obildbar och liknande så vill jag gärna förklara hur jag resonerar, och än hellre få reda på var jag isåfall tänker fel. Menar du att mitt resonemang hittills nog är korrekt men inte på något sätt är relevant för att förstå hur en riktig panna fungerar?

Värmeljuset var ett exempel för att hjälpa Erik_73 att förstå hur jag resonerar då jag menar att pannans storlek inte har någon betydelse om vi kan mäta vad vi skickar in i den och vad vi får ut ur den.

[Erik_73]

Honda om jag förstått dig rätt så hävdar du ju att man inte kan få låga rökgastemperaturer utan att ha överfört det till pannvattnet, om du har en mängd bräsle som kommer att avge låt oss säga 1000liter gas/h som håller 1000grader, en panna och skorsten som är dimensionerad och har en luftgenomströmming på 100m3/h så kommer ju energin till största del gå till att föra över värmen till luften som åker ut genom skorstenen och lite hinner kanske nå pannvattnet, det kan väl inte vara möjligt för 1000liter gas/h som är 1000grader att värma hur mycket luft som hellst och samtidigt klara av att överföra till pannvattnet också eller hur?

ska ställa in ett värmeljus i dåvamyrans 65megawatts panna vid nästa revision och se hur mycket av ljusets värme har gått in i pannvattnet

[Honda]

Okej, jag vänder på det och frågar dig istället: Menar DU att man kan ta en mängd varm gas, och vänta ett tag, och då man mäter igen så är gasen kall, men energin finns INTE i gasens omgivning?

Jag tycker att det låter som att energin då har förintats, vilket strider mot termodynamikens första huvudsats, eller den sk energiprincipen, och det är 100% säkert nobelpris om någon kan visa att så sker. Det betyder ju tex att det inte finns några teoretiska hinder längre för att konstruera en evighetsmaskin.

Och du kan naturligtvis inte mäta upp hur mycket ett värmeljus värmer i en 65MW panna, men det jag påstår är att energin finns där i pannan men hur skullde du bära dig åt för att mäta upp det? Vad kan det handla om? En temperaturhöjning på en miljarddels grad? I en panna med minst flera hundra kilowatt strålningsförluster mot omgivningen i drift...

Det är därför jag pratar teori, för att om man förstår teorin så kan man applicera den på verkligheten sedan.

Förresten varifrån kommer 100m3/h genom skorstenen? Om du skickar in 1m3/h så kan det väl inte komma ut mer än 1m3/h heller? Men okej, kan vi förinta energi så kan vi säkert tillverka materia också, och då är ju nobelpriset hemma för länge sen!

[ronald]

Energiprincipen stämmer ...Men som sagt när det gäller pannverkningsgraden med den allt för låga effekten på brännaren utan turbulens så går den lite för låga rökgasen förbi pannvattnet utan turbulens och ut i skorstenen och ger inte pannvattnet den perfekta pannverkningsgraden...så totalverkningsgraden blir lidande därav..

Den oförstörbara energin är inte borta Men återfinns i den fria luften...

Mvh

[Rol-bi]

Honda,
Tackar för repetition av kunnskaper inom termo, det behövdes. Och för pedagogiska ressonement.
Vill ju tro att du är lärare inom termodynamik.

Jag har tidigare trott att man skall elda till med en effekt som är anpassad pannan så förluster blir minimale, men jag ser ju att jag har tagit fel här. Betyder detta att min modulerande brännare inte har några nämnvärdiga förluster bortsett från högre luftöverskott på låg effekt?