Verkningsgrad igen

[Icecap]

Alltså: en turbulator har som funktion att blanda runt luften/gasen som strömmar genom pannrören så att ett läminärt flöde undvikas.

Vid laminärt flöde blir det så att gasen bara drar igenom, den gas som är närmast en yta vill "klibba fast" där (Coandă effekten) och då gas inte är en speciell bra värmeledare vill det resultera i att de gas som är närmast rörets vägg blir kyld ner (vid att avge sin värme till röret = pannan) och sedan inget mer.

Den värma gasen i mitten kommer att gå i något man kan likna vid ett rör med luftisolering, den pyser alltså rätt igenom utan att avge nämnvärd med energi. Resultatet blir att mitten av röret har en "stor" volym varm gas som inte har avgivit värmen samt en mycket lägre volym avkyld gas som har glidit upp längs med rörets yta.

Turbulatorer ska se till att dessa gaser blandas och kastas runt så pass mycket att denna uppdelning inte sker.

Det finns veckade turbulatorer och det finns vridna (och kanske fler former) och vilken som är bäst är svårt att sia om för mig, det viktiga måste ändå vara att de passar rimligt tät i röret så att det laminäre flödet som vill "klibba fast" i röret "klipps av".

Jag kan tänka mig att en "igelkott" skulle duga också, alltså som en sorts sotviska med en massa pinnar på som spretar ut i cirklar genom hela längden - men den skulle vara fasligt opraktisk att använda förutom till en sak: med automagisk (eller manuell) tubrensning. Då ville det i grunden räcka med att vrida den ett kvarts varv eller så eller dra den upp och ner en kort bit.

En turbulator kan vara gjord av spikband - om den är bred nog! Att ha den i mitten av röret med en glipa runtom lär inte vara en större hjälp - men dock bättre än inget. Efter vad jag minns (och hittar på nätet) är spikband ~20mm brett och i en 60mm tub lär det inte göra större nytta.

Men kan man forma det så att det fyller ut och "skär sönder" det laminäre flödet i kanten är den sannolikt lika bra.

[danei]

I den pannan jag använde spikband var det kvadratiska tuber med ca dubba bredden mot spikbandet. Spikbandet veckade jag så att jag fick två band bredvid varandra veckade så att vecken korsade varandra. I en sådan tub täpper en vanlig veckad plåt flödet helt. Jag tror att den vanliga varianten stryper onödigt mycket i en rund tub också, men det är inget jag vet.

EDIT: Anledningen till att jag byggde dessa turbulatorer var att det saknades i pannan. Inte att jag var missnöjd med de som fanns.

[Honda]

Okej msh, eftesom du inte vill delta i diskussionen så väljer jag att ignorera ditt inlägg. Får väl trösta mig med att Icecap förstod och godkände mitt resonemang. Ifall du ändrar dig så är jag nog lite intresserad av att veta exakt vad du menar att jag har fel i och naturligtvis också varför.

Mycket bra beskrivning av turbulatorer Icecap. Samma sak med mina ord: Värmeenergi flyttar sig helt på egen hand från varmt till kallt. Hastigheten på förflyttningen beror på skillnaden i temperatur och materialens egenskaper. Metall leder värme bra, gas leder värme mycket dåligt. Om man skulle låta gasen strömma ostört genom tuberna så måste värmen i mitten av röret passera en massa gas innan det når plåten, dvs det behövs mycket långa tuber för att det ska hinna ske. Genom att ge de enskilda gasmolekylerna en kaotisk färdväg genom tuben så kommer de att då och då befinna sig precis bredvid den kalla plåten och då sker värmeöverföringen snabbt. Det kallas turbulent flöde. Därför är ett veckat spikband i mitten på tuben mycket bättre än ingenting, då KAN inte gasen flöda rakt genom tubens mitt, för det finns ingen öppen passage där. Vecken kommer också att tvinga gasmolekylerna att ändra riktning varje gång de möter en snedställd plåt. Det orsakar turbulens som nog sprider sig ända till tubens vägg. Det är självklart att turbulatorer är olika effektiva beroende på utformningen, men det är svårt att se att panntillverkarna har satt någon större energi på att optimera dem. Många pannor har ju helt enkelt ett rundjärn ca 5 mm diameter böjt till en spiral längs med tubens yta. Det är tydligen helt tillräckligt för att störa flödet så det blir kaotiskt, trots att vägen rakt genom tubens mitt fortfarande är helt öppen.

Intressant att du tar upp venturieffekten förresten icecap. Kan du utveckla på vilket sätt den påverkar i sammanhanget? Jag har själv valt att anta att venturieffekten inte påverkar energibalansen i en panna överhuvudtaget, då man observerar flödena in och ut till värmeväxlaren. Har jag fel i det?

[Icecap]

Jag kom på att just namnet "venturi" är fel! Jag menar Corli... Coril... (hur f.. den nu var det stavas...?)
Alltså den effekt som gör att strömmande vätska eller gas vill följa en yta om det går. Jag vet att det fick namnet efter den första som byggde ett flygplan med en sorts jetmotor, han upptäckte denna effekt och jag menar bestämt att han var italiensk men jag kan ta mig tusan inte minnas namnet och google hjälper inte till heller.

danei: just med fyrkantiga tuber och använd på det sätt du beskriver skulle jag tycka att just spikband är en bra lösning, dels för att de kommer ut och "skär av" det laminäre flöde och dels har hålen som ger än mer turbulens. Ett par band som zig-zagger i "motfas" ville vara riktigt bra där skulle jag tro.

EDIT: Coandă effekten var det ju!!!

[CPMS]

Det är nog "Coandă effect" du är ute efter, en gas som rör sig utefter en yta vill följa ytan än fast den är kurvad.

"Coriolis effect" har att göra med rotation och riktning.

[Icecap]

Men se på, där var den! Tack! Ska justera lite i mitt inlägg så det blir rätt.

[Honda]

Icecap: Coandă effekten var ny för mig, tack för det. Låter som att den mycket väl kan spela in då turbulent flöde övergår i laminärt flöde.

Och det var även det en ny tanke: stämmer absolut att en otät panna drar mera tjuvluft ju mindre effekt man eldar den på. Om det kan vara tillräckligt för att "maskera" rögastemperaturhöjningen om man samtidigt råkar ut för laminärt flöde kan jag förstås inte svara på. Har nog på känn att pannan ska vara mycket otät då, och det syns ju hursomhelst i en rökgasmätning som ett märkligt stort luftöverskott.

[Jakob]

Resonemangen ovan får mig då att fundera på följande:

Många pelletspannor använder sig av turbulatorer - men långt i från alla.

Jag hade ett intressant samtal med en de mycket insatta på ULMA och han sa att "Har man ritat en panna som behöver turbulatorer har man misslyckats". Han menade alltså att det är bättre att ha längre rökgångar utan turbulatorer osv som de har på ULMA-pannan.

En betraktare kan ju kanske konstatera att det är billigare att göra en panna utan turbulatorer och sotningsautomatik. ULMA-pannan har ju väldigt hög verkningsgrad uppmätt. Frågan är ju hur länge den behåller verkningsgraden över tid......

mvh

[Icecap]

Turbulatorer är ju ett sätt att få rören att bli längre! En spiralvriden plåtturbulator delar ju i verkligheten upp röret i två spiralvridna halvor och rökgasen får gå en längre väg för att komma ut, det ger mer tid i röret vilket ökar värmeöverföringen.

Man kan såklart köra utan och ha längre rör, det blir i grunden samma effekt.

Har man ingen turbulatorer bör man då istället ha en massa rör med liten diameter, då får man maximal yta och minimalt problem med Coandă effekten, den uppträder men betyder inte så mycket då det är så pass liten diameter på rören att värmen inte har lång vandring.

Kruxet är dock att med liten diameter sotas/askas dessa igen illa kvickt och det blir "intressant" att dra igenom ett 20-tal tuber rimligt ofta... Tänk ångpannorna på ånglok, där var det en himla massa rör med relativ liten diameter och det fanns nog en bra orsak till att de högtpresterande lok drevs med kol som bränsle, det borde ju vara minimalt med aska i sånt.

Så i en pelletspanna skulle ja nog se turbulatorer som en fördel, inte ur verkningsmässig hänseende men ut automagisk sotnings-synpunkt.

[Honda]

http://www.nordjysk-bioenergi.dk/files/ ... n%20hq.pdf
Black star pannan har varken tuber eller turbulatorer, istället har den lång rökgasväg och väldigt stora ytor. Pannan är också gjord för att köras med modulerande ner till 3kW. Här är ett exempel på en tydligen 16kW panna, rökgasen går från 118 på full fart till 85 vid 6kW. http://pillefyr.nordjysk-bioenergi.dk/d ... g&hours=24
Föredrar dock själv tuber med spaksotning.

[ronald]

Hur är det med oss Baffel-bufflar ..Förlorar vi turbulensen och i o med det verkngrad?

Vi kan hoppa över min (CTC gammeljocke) men ta en focuspanna jämte en pelletspanna med turb,,och samma rökgas ut och körs på samma effekt,,,Blir det samma verkngrad i slutändan?..

Mvh

[Honda]

Det beror på.... Men i det teoretiska fallet att du kan garantera att förbränningen är exakt lika bra (eller dålig) i båda fallen, samma luftöverskott, samma mängd tjuvluft och ifall du dessutom ignorerar skillnad i isolationsförsluster och sånt, så JA, verkningsgraden är samma.

[Jakob]

En annan fördel med turbulatorer är ju att man bestämmer sig i designen för att ha värmeöverförningen på ETT ställe i pannan. Detta ställe kan man dessutom hålla rimligt rent genom att skaka turbulatorerna och samtidigt låta dessa skrapa väggarna i konvektionskanalerna.

Som referens för turbulatorsotande pannor så ökade rökgastempen från ca 115 grader till 141 grader efter 2,2 ton eldade med automatsotningen igång på min panna. Nån som vet hur snabbt en panna utan turbulatorer ökar rökgastemp som referens?

I en panna där värmeöverföring är tänkt att ske överallt, även i lutande/svåråtkomliga kanaler" så blir ju skötseln svårare?

Nackdelen är väl att "turbulator-runkande" skapar oljud i huset.

Min nästa fråga till er med automatsotning m.h.a. turbulatorjuck: Hur länge håller turbulatorerna innan dom slits ner och får för liten diameter? Andra nackdelar/fördelar?

mvh

[ronald]

OK!!Tack!
EX:2
Men om baffel"Focusen körs på ca 15 kW och rökgas 140 C
Och Pelletspannan med "runkande"turbulatorer körs på 14 kW och har en rökgas på 140 C...

Om man bortser flygaska etc
Är pelletspannan bättre köp då? ...

Mvh

[Honda]

Du menar om det ger någon skillnad i verkningsgrad, antar jag.

Vi fortsätter att helt teoretiskt anta att förbränningen sker lika "optimalt" i båda fallen, förutom effekten. Då 14 kW brännaren brännaren går så pumpar den ut 14/15 så mycket värmeenergi per tidsenhet på taket som 15 kW brännaren (samma temperatur, 14/15 av flödet), det som inte hamnar på taket så stannar ju i pannan. Men den kommer att göra det under längre tid för att tillgodose husets behov. Ifall en pelletbrännare skulle kunna stoppa och starta på nolltid utan extra förluster så skulle de båda alternativen vara identiska även i total verkningsgrad (alltså total pelletförbrukning).

I teorin så är ju teori och praktik samma sak, men i praktiken så är det ju inte så:

... Att stanna och starta kostar extra, så med färre antal start och stopp så vinner 14 kW pannan, Plus att start och stopp sliter tändelement och kostar kWh elektricitet som inte är gratis de heller ...

... Om det nu inte var så att det är samma brännare i båda pannorna och brännaren brinner sämre på 14kW än på 15, då kanske 15kW vinner iallafall (nu gäller ju inte mera antagandet ovan, ökat luftöverskott ger att flödet ut ur 14kW pannan är större än ovan, dvs mer energi / tid upp på taket. Den kemiska sammansättningen på röken är också annorlunda så en viss mängd gas med samma temperatur innehåller inte längre samma mängd energi)

... Och drar du ner effekten från 15kW till 14kW i samma panna utan att försämra förbränningen eller öka luftöverskottet så kommer nog rökgastemperaturen att sjunka pga det lägre flödet (längre tid på sig att avge värmen), då vinner 14 kW igen ....

... OM inte det lägre flödet ger radikalt sämre turbulens, då kan rökgastempen tillochmed stiga, och 15kW vinner igen ....

..... ELLER du drar ner på effekten och sabbar samtidigt både förbränningen och turbulensen och ser lite sänkt rökgastemperatur och samtidigt högre pelletförbrukning. Det är väl här skon klämmer och debatten går som hetast

Slutsats: det kan man inte veta!

(Men jag skulle alla gånger välja de "runkande turbulatorerna" för enkel skötsel och det fantastiska namnet)