Verkningsgrad igen

[Honda]

Tack jteg68.
Och på ren svenska säger du alltså att :

det finns tabellvärden för hur mycket energi som går åt att värma en bestämd mängd av en viss gas med en grad

Är alla överens så långt?

[Vednisse]

Jag är med på det så långt och det stämmer enligt mig, men sen har det ju betydelse hur mycket av effekten pannan klarar ta upp vid olika rökgastemperaturer.

/Vednisse

[Honda]

Tack för det, då tar vi nästa:

Vi tar en känd mängd gas vid temperaturen 20 grader och tillför en viss mängd energi.

Sedan skickar vi gasen genom en isolerad vattenbytta med känd volym (utan att gasen blandas i vattnet), och mäter temperaturen på gasen då den kommer ut. Temperaturen visar sig vara precis 20 grader.

Betyder detta att all energi har överförts till vattnet, och vi kan alltså räkna ut exakt hur många grader varmare det har blivit?

[danei]

Det här ska bli intressant att följa.

[jteg68]

Tack för det, då tar vi nästa:

Vi tar en känd mängd gas vid temperaturen 20 grader och tillför en viss mängd energi.

Sedan skickar vi gasen genom en isolerad vattenbytta med känd volym (utan att gasen blandas i vattnet), och mäter temperaturen på gasen då den kommer ut. Temperaturen visar sig vara precis 20 grader.

Betyder detta att all energi har överförts till vattnet, och vi kan alltså räkna ut exakt hur många grader varmare det har blivit?

Tillstånd 0: T=20C, tryck P0, entalpi H0
Tillstånd 1: T=T1, tryck P1, entalpi H1
Tillstånd 2: T=20, tryck P2, entalpi H2

Energin du tillför för att komma från tillstånd 0 till tillstånd 1 är H1-H0 om P1=P0
Är det en förbränningsprocess så ändras gasens sammansättning.
För att komma till H2 från H1 avges energi till omgivningen (vattnet och stålväggar)
Är det fortfarande konstant tryck, P2=P1=P0, har du H2-H1=H1-H0.

På ren svenska, energin du tillsatte för att värme din 20-gradiga gas finns nu i vattnet och vattnet har värmts lite grann. Strålnings- och konvektionsförluster från din isolerade tank kan du bortse ifrån vid låga temperaturer och/eller överslagsräkning.

/Jörgen

[Honda]

Perfekt! Och fortfarande ingen som protesterar!

Nästa steg blir då följande:

Vi bränner med perfekt förbränning 1kWh pellet, dvs en viss mängd pellet + en viss mängd luft. Det producerar då en viss mängd gas som består av koldioxid, vattenånga och kväve. Temperaturen på gasen kan bestämmas exakt utifrån utgångstemperaturen, tex 20 grader, och mängden tillförd energi (1kWh) då vi känner till gasens kemiska sammansättning och tryck.

Nu låter vi igen den producerade gasen flöda genom vattenbehållaren, efteråt visar det sig att temperaturen på gasen är 120 grader (alltså hela gasmängden efter att den samlats upp och blandats om så att all gas har samma temperatur) och trycket fortfarande samma.

Eftersom vi kunde räkna ut hur varm gasen blev då vi tillförde 1kWh energi, då kan vi väl nu räkna ut hur mycket energi som finns kvar i gasen då den har svalnat till 120 grader? Och skillnaden mellan tillförd och kvarvarande energi är då den energimängd som har tillförts vattenbehållaren?

[André]

Är väl pannverkningsgraden som är det intressanta?
Då gäller vad man skickar in mot vad man får ut, Där får jag en ökad förbrukning med lägre effekt än pannans märkeffekt. Det är fritt för alla att testa i "praktiken" men vissa verkar ju inte kunna göra det utan påstår sej veta det genom teori. Teori o praktik går inte alls hand i hand jämt.

Som jag nämt tidigare så gäller ju detta med alla luckor helt täta samt att man justerar in brännaren med instrument vilket jag inte tror allt för många här på forumet har tillgång till.

Så jag håller inte med iaf

[André]

Jo om det alltid är som vissa här i tråden påstår att man alltid får bättre verkningsgrad med låg effekt/rökgastemp är det inte märkligt då att alla pannor får sämre verkningsgrad på låg effekt än hög/märkeffekten..
Gäller både pellets/flispannor oavsett lamndastyrning el ej

Kanske några i tråden som ska lära dom att räkna rätt o sluta testa prestandan för man får bättre resultat i terin än praktiska test..

[Honda]

Hmm, det lämnar lite oklart för mig om du menar att det är något fel på mitt påstående eller inte.

Jag vet om dina testresultat, och jag ifrågasätter dem inte på minsta sätt. Min fråga ovan är enbart teoretisk och har ingenting att göra med pelletpannor och pelletbrännare. Den förutsätter perfekt förbränning, och att man samlar upp hela rökgasmängden efter vattenbehållaren och blandar dem till samma temperatur innan man mäter den. Inget av det går att göra på riktigt, men jag tycker ändå att det är ett viktigt steg för att komma till vad som händer i maskiner som går att tillverka på riktigt.

Eftersom vi kunde räkna ut hur varm gasen blev då vi tillförde 1kWh energi, då kan vi väl nu räkna ut hur mycket energi som finns kvar i gasen då den har svalnat till 120 grader? Och skillnaden mellan tillförd och kvarvarande energi är då den energimängd som har tillförts vattenbehållaren?

Men, är det alltså här som mitt problem finns, har jag fel ovan eller inte?

[M.Lindskog]

@Honda:
Om jag tolkar ditt senaste exempel korrekt så är ju det ett specialfall av principen att energi varken kan skapas eller förstöras, bara omvandlas. Så länge ingen kan bevisa att denna princip är felaktig så är ditt hypotetiska exempel korrekt, under förutsättning att du menar att ingen värmeenergi omvandlas ex.vis till rörelseenergi hos någon av komponenterna i ditt tänkta system.

Principen förklaras här.

[Honda]

Tack för det. Länken ovan är bra läsning för den intresserade. (till wikipedia alltså, inte den till mitt inlägg )

Nästa steg blir då att överföra det slutna systemet i experimentet ovan till ett öppen system såhär:

Istället för att elda upp 1kWh pellet, så tillför vi kontinuerlig matning, vi säger att det är 10Wh per sekund som förbränns (fortfarande perfekt förbränning, det är bara teori dethär)

Till vattenbyttan kopplar vi två rör, ett för tillförsel av kallvatten och ett för bortförsel av varmvatten. Vi mäter exakt vattenflödet och temperaturen på vattnet in och ut. Vattenflödet justeras under längre tid medan vi mäter temperaturen i vattnet inuti vattenbehållaren. Då temperaturen inuti vattenbehållaren inte längre ändras över tid så är systemen helt i termisk jämvikt.

Genom att vi nu vet flödet och temperaturskillnaden på vattnen kan vi räkna ut hur mycket energi som förs bort via vattenflödet varje sekund. Det visar sig bli 5Wh/s.

Nu vet vi alltså tillförd energi/tid dvs effekt och energi/tid bortförd via vattnet. Det råkade bli precis hälften. Andra hälften av energiflödet måste alltså finnas i rökgasen efter vattenbyttan.

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?

(Du har helt rätt M.Lindskog att jag har struntat i gasens rörelseenergi här, trots att jag talar om teori. I det här fallet är den så låg i förhållande till den termiska energin så att det inte märks )

[Erik_73]

Honda om vi tar ditt exempel och sätter det i en riktigt stor panna med en konvektionsdel med 12st 120mm och 4,5m långa stående kanaler 1Kwh pellets och en perfekt förbränning så får vi en viss mängd het gas och sen mäter vi gastemperaturen ut och får då ut hur mycket som åker ut i skorstenen, då vet vi inmatad effekt och hur mycket som lämnar pannan och mellanskillnaden är alltså i pannvattnet oavsett hur stor eller utformningen på panna och turbulatorer ser ut?

[Honda]

Ja, det är det jag och några till brukar säga, och bli idiotförklarade för. Observera att jag hade inte med någon panna i exemplet, och ingen svarade heller med att det beror ju på hur vattenburken ser ut och hur stor den är.

Men just för att jag har blivit både idiotförklarad och kallad obildad har jag nu igen gjort ett försök att få reda på exakt vad som jag har förstått fel. Hittills verkar alla vara överens om mina utsagor (eventuellt inte André, hur var det nu?), väntar ännu på svar om det finns något logiskt fel i den senaste.

Kanske kan vi komma till klarhet den här gången.

[jteg68]

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).

/Jörgen

[Erik_73]

Ja jag observerade att du inte hade med någon panna i exemplet, tror dock att pannan och dess utformning och storlek har en viss betydelse för hur mycket energi vi lyckas föra över till pannvattnet, om vi tar exemplet att vi eldar med 1Kwh pellets så bildas det en viss volym heta gaser, ponera att snittarean på tuberna är mycket större än den volym gas vi får ut av 1Kwh pellets så borde överföringen till pannvattnet vara mindre än med tuber som är i dimension för den mängd gas man får ut på 1Kwh

Om vi ställer in en pelletsbrännare som klarar av en perfekt förbränning vid 1Kwh i exempelvis dåvamyrans panna på rosterbädden, innan gasen har nått panntaket 38m upp så har den förmodligen inte speciellt hög temperatur när den åker ut i rökkanalen och inte påverkat pannvattnet det minsta trots att rökgasen nog inte håller speciellt hög temp och att all energi skulle åka rakt ut i skorstenen med låg rökgastemp och opåverkat pannvatten