Keramikduese

Hallo,
...ich habe endlich gefunden, was ich schon eine gefühlte Ewigkeit suche.

Bei der Wärmeleitung gibt es die Fouriersche Differentialgleichung, mit der die instationäre Wärmeleitung in Festkörpern beschrieben wird. Charakteristisch ist daran,
dass die Zeit linear eingeht, die Geometrie jedoch quadratisch ->
einfach ausgedrückt, ein Temperaturfeld "verändert" sich in einem doppelt so großem Körper in der vierfachen Zeitspanne ungefähr gleich.
Ich hatte immer vermutet, dass es da vielleicht eine Analogie zur Düsengeometrie und Strömung geben müsste, obwohl hier nicht Festkörperwärmeleitung sondern Diffusion und Turbulenz maßgebend sind.

Beim Durchsehen eines Skripts der RWTH Aachen:
Institut für Technische Verbrennung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Dr.-Ing. E.h. N. Peters
Technische Verbrennung I
habe ich folgende Passagen gefunden:

...Siehe Technische Verbrennung S.158 ... S168

Wenn ein laminarer Brennstoffstrahl aus einer runden Düse als Freistrahl austritt
und das sich bildende Gemisch gezündet wird, erhält man eine Freistrahldiffusionsflamme.

...Diese Gleichung zeigt, dass die Flammenlänge unter den getroffenen Annahmen bei
gegebenem Düsendurchmesser linear mit der Geschwindigkeit und quadratisch mit
dem Düsendurchmesser zunimmt. Dies gilt nur für laminare Flammen, bei turbulenten
Flammen wird sich zeigen, dass statt der hier auftretenden Reynolds-Zahl eine
Konstante verwendet werden muss.

Das Ganze ist ziemlicher Hardcorestoff mit einer Unmenge Formeln.
Aber die Kernaussage will ich mal gerne als Arbeitshypothese für die Düsengestaltung und -funktion hinstellen.
Was heisst, dass bereits eine marginale Verringerung des Düsenspalts eine merkliche Verkürzung der Flammlänge hervorrufen müsste.
Den verursachten Querschnitts- und möglicherweise Leistungsverlust muss man durch aerodynamische und gemischverbessernde Maßnahmen ausgleichen.
mfG Max

Hallo,
@Mattes, für den Theoretiker sind runde Düsen "leichter" zu betrachten und zu beschreiben.
Eine Reynoldszahl dient eigentlich dem Vergleich von geometrisch ähnlichen Körpern und kann zur Geometrie passend definiert werden. Das im Vorlesungsskript betrachtete Beispiel ist ohnehin idealisiert und trotzdem ist die Formel schon vertrackt genug. Da habe ich momentan ganz andere "Sorgen".

In der Anlage ist die aktuelle Strecke der Formen dargestellt.
Zwei Änderungen sind noch eingeflossen.
Die Einlaufteile sind dicker geworden, der Kern ist nur noch ein 3/4"-Rohr (aufbohren kann ich immer noch). Die jetzt 25mm dicken Rohrsegmente bieten mehr Stabilität und eine breitere Längskante für die Dichtschnurnut. Die Verkleinerung des Verteilerkanalquerschnitts fällt kaum ins Gewicht.
Die Diffusorleistenform hat längere Seitenteile bekommen. Jetzt sind Schürzen bis 50mm Länge möglich. Wie sich die 30mm Schürze gehalten hat, werde ich nächste Woche bei der anfallenden Ofenreinigung sehen. Falls sie noch heil ist, wird sie wieder eingebaut und der Primärspalt von 13 auf 10mm reduziert. Das ist aber dann das Ende der Fahnenstange.
Die Geometrie des Düsenquerschnitts entsprechend dem momentanen Formenzustand ist ebenfalls dargestellt. Die Schürzenlänge ist parametrierbar. Hintergedanke - falls die Schürze das aushält, will ich Vermiculitplatten A-förmig dagegenlehnen und so quasi die Diifusorform nach unten bis zum BK-Boden weiterführen. Die BK-Deckenisolation fällt wieder weg und der hinter den Vermiculitplatten entstehende beidseitige Kanal ergibt dann eine "gefaltete" BK. Die Aussenwände der BK bleiben unisoliert (Sveni wirds dann bitte so herrichten) und ich habe endlich meine lang ersehnten strahlenden BK-Wände.
Schön, wenn man sooo spinnen kann - oder?
mfG Max

Hallo,
...kaum ist man bei der Geometrie und dem Formenbau aus dem Gröbsten raus,
schon beginnt die Rumhuberei mit der Werkstoffwahl.
Im Witgertdatenblatt gibt es bei der Sparte "feuerfest"
die Nr.: 950 mit der Bemerkung "Cordieritmasse".
Das hat mich neugierig gemacht und zum Suchen veranlasst.
In der Anlage ein paar zitierte Textschnipsel. Ich recherchiere natürlich weiter.
mfG Max

Hallo Micha,
..werde ich auch gleich mal bestellen.
Was mich an diesen 200% Schamotteanteil irritiert ist, worauf sich die 200% beziehen.
60% Schamotte wie beim Witgert 02 verstehe ich, da ich das Gefüge und die darin enthaltenen Brösel schon im Querschliff gesehen habe.

Wickle vorsichtshalber noch mehr Tesakreppstreifen um den Grünling.
Das tut der Trocknung keinen Zwang an, da innen durch die "Längsbohrung" genügend Luft streicht. Du wirst sehen, dass das Tesakrepp sogar locker wird. Womit hast du diesmal armiert?

Ich habe heute den Kessel gereinigt und den 10mm-Primärspalt eingestellt. Da bei mir noch Fassdauben-Einlaufteile drin sind (die geraden Stücke hat Horst bekommen), ist der Spalt in der Mitte ca. 13 mm, also etwas linsenförmig. Ausser dass der Kessel beim Anzünden etwas länger gebraucht hat, weil die Holzkohleschüttung frisch war, habe ich noch keine Leistungseinbuße bemerken können. Die Diffusorleistenschürze ist auch noch voll intakt und glüht genauso hell wie die Al2O3 BK-Deckenisolation direkt daneben.

Diesmal habe ich beim Reinigen das Restholzkohlevolumen gemessen. Es waren fast 20 ltr. Das heisst, dass ich beim Kesselabstellen und "Restkohleschinden" so jedesmal zwischen 15 und 20 ltr für das nächste Anzünden drinlasse. Der Ascheanteil nach 9mal Anheizen lag bei ca. 10 ltr.
mfG Max

Hallo,
@ Micha, lass dir mit dem Brennen lieber etwas Zeit. Ich trockne die Teile zuerst an Luft, so ein Einlaufteil mindestens 3 Tage. Dann schiebe ich sie in das Backrohr meines Küchenherds (holzgefeuert, ständig an) und lasse sie mindestens 1 Tag dort richtig trocken werden (atro). Zum Brennen schiebe ich sie unter die BK. Der vordere untere Spalt zwischen BK-Boden und Kesselboden ist bei mir mit einem herausnehmbaren Schamotteziegel verschlossen. Ich hab ganz am Anfang schon mal was in die BK gelegt, das hat es mir sofort zerlegt. Seither probiere ich das gar nicht mehr. Die Keramikbrenner fahren ihre Teile mit einem kontrollierten Temperaturprofil hoch. Zu schnell verursacht wahrscheinlich innere Spannungen, die der Grünling noch nicht aushält. Noch feuchte Teile zerreissts wegen der Dampfentwicklung.

@ Simon: Wow - steckst du da die Messlatten nicht ein bisschen hoch für einen Einmann-Hobby-Betrieb. Das sind Projekte, die sich vielleicht ein Kesselhersteller in (bezahlter!) Zusammenarbeit mit einem Institut antun sollte. Ich belasse es jedenfalls momentan bei Empirie und Literatursichtung.
Hast du dir schon mal die Porenbrenner-Entwicklungen (z.B. der Nürnberger) angesehen. Da kannst du dann auch gleich die Katalysatoren mit einbauen und die bei unseren Düsen relevante Aerodynamik ist auch hinfällig.
mfG Max

Hallo Simon,
...200€ schön und gut. Ich warte ab und lege nochmal 200€ drauf, damit ich eine zweite UVR1611 bekommen kann. Und schon habe ich (fast) alles, was ich mir derzeit wünsche.
Ich leide keineswegs unter Erfolgszwang, wie schon mal gesagt - ich MACH mein Ding.
mfG Max

Oh Mannomann,
...und du beklagst immer die Forumspolizei, mit der du nicht so recht kannst.
Hast du auch schon was von den Oberlehrertypen gehört.
Wir reden wirklich aneinander vorbei.

"Erfolg subjektiv festmachen", das sind Vorstandssprüche
- und da habe ich schon einige gehört. Vor allem von Leuten, denen hinterher die Firma unterm Hintern weg outgesorced wurde und die dann noch nicht mal den Charakter hatten den Posten zu quittieren. Das ist so ziemlich der Grund, warum ich "Sprüche" überhaupt nicht mag, sie sind so einfach abzusondern und so schwer zu halten.

Nochmal: Ich baue mit technischem Sachverstand Hardware, beurteile selbst ihre Funktion und versuche ein fertigungsgerechtes Verfahren zu etablieren. Nicht Mehr und nicht Weniger.
Ich halte meine "Produkte" bewusst einfach, damit jeder damit zurechtkommen kann. Und ich bin nicht an Alleinstellungsmerkmalen (Erfolg oder was auch immer...) interessiert. Hier im Forum schütteln sowieso schon die meisten den Kopf, über manch abgehobene Sichtweise und komplexe Technikimplementation.
KISS: keep it symply simply
mfG Max

Hallo,
...aktuell baue ich eine 6er-Serie Diffusorleistenform (mit Schürze bis zu 50mm möglich). Heute habe ich meine letzten Tonreste zusammengekratzt und eine bidirektional armierte Probe geformt. Es kostet etwas mehr Arbeit, ist aber die dadurch geschaffenen "Ausbaumöglichkeiten" wert.

Ich stelle fest dass meine BK-Auskleidung
Seitenwände 30mm Vermiculit, Decke 20mm Al2O3Vlies, Boden 16mm Terracotta und 30mm-Schürze orange glühen und durch mein Guckloch eine respektable Wärmestrahlung aussenden. CO und sonstige zu verbrennende Gase dürften sich da unverifiziert jedenfalls "sauwohl" fühlen. Man sieht im stationären Brand vor diesem Hintergrund die kurze Flamme kaum noch.
Meinem BK-Stahlgehäuse wird das jedenfalls mit der Zeit zuviel. Obwohl die Unterseite vorne mit einem querliegenden Schamotteziegel verblockt ist, kommt innen soviel Wärme drauf, dass die untere Fläche mittig nach unten zu knicken beginnt und reichlich Zunder produziert. Inzwischen springt einseitig sogar die Aufhängeabkantung aus der Führungsschiene.
Ich muss mir also Gedanken über die nächste BK machen. Das wäre dann die im Bild dargestellte A-BK, bei der nur zwei Vermiculit (o.ä.) Platten, ungefähr von Düsenspaltlänge, schräg gegen die Schürze gelehnt werden. Die heisse Zone um den Brennstrahl bleibt thermisch abgeschirmt und heiss, die Gase können nach vorne und hinten um die Ecke (gefaltet) nach vorne abströmen. Jetzt fehlt nur noch eine einfach zu bauende und einigermaßen zunderbeständige U-Rinne (ähnlich wie bisher) und es kann weiter geglüht werden.
Zu den Details des Schürzenaufbaues komme ich, wenn das Ding entformt ist.
mfG Max