A szívócsonk a tengelynél van, tehát a szívónnyílásnál a legnagyobb a nyomás? Hogy szívja a leveegőt?
Eszembe jutott még egy szemléletesebb magyarázat.
Arra gondolj, hogy az eszköz, ami létrehozza ezt az egész porszívózási játékot, az még a belső tengely UTÁN következik! Ez is arra utal, hogy maga a hatás csak az eszköz után állhat elő és ez a tárcsa külső pereme, azaz az itt fellépő csökkent nyomás miatti szívóhatás. Olyan ez, mint a repülőgépek magassságmérésére használt venturi cső. Nyitott csővég, az ott merőlegesen elsuhanó levegő egy torlónyomást hoz létre, ami felszívja a csőben levő valami folyadékot, vagy megszívja a nyomásmérőt és adott sebesség, és ismert függőleges légsűrűség eloszlási viszonyok mellett a szívóhatásból következtetni lehet a magasságra. Persze ennél azért már pontosabb magasságmérők is vannak. :-)
Hihetetlen, hogy mennyire nem tudjátok a fizikát! Dobálóztok mindenféle makroszkópikus fogalmakkal, örvénylésekről, meg minden furcsaságról beszéltek és egyszerűen nem is tudjátok, hogypontosan milyen fizikai folyamat is zajlik ott! De mondom, ez az oktatás hibája, nem a Tietek!
Pontositok: A befottes uveg kulso oldalan hanyagoljuk csak el a surlodast, azaz a forgatas soran hagyjuk, hogy a befottes uveg belso reszeben a levego egyutt forogjon az uveggel, es hagyjuk, hogy bealljon az egyensuly (ami mar turbulenciak es surlodas nelkuli belul is). A _lyuk okozta_ turbulenciakat hanyagoljuk el.
Vegy egy befottes uveget, zard le. Forgasd meg a forgas tengelye korul, es hagy ugy. Idealis esetben (nincsenek turbulenciak, beallt az egyensuly) a zart befottes uveg pl. az urben forogni fog a vegtelensegig, azaz nincs munkavegzes.
Most ezen a befottes uvegen csinalj egy lyukat oldalt, es ugyanugy forgasd meg, de ne az urben, hanem mondjuk itt a foldon. Ha eltekintunk a suroldastol, turbulenciaktol, akkor miutan beallt egy egyensuly, ezutan sem tortenik munkavegzes, azaz ebben az esetben is forogni fog a vegtelensegig a befottes uveg, holott az uveg belso es kulso oldalan elter a nyomas.
Igen számomra csak az bonyolítja a dolgot, hogy nem tudom megmondani, hogy vajon milyen turbulenciákat okoz egy vákumszivattyú, ami azért járhat munkavégzéssel, bár nyilván kisebbel, mintha átáramolna a levegő...
"És ehhez nem kell mindenféle motorok varázslatos görbéit nézni összeráncolt szemöldökkel." A motorok 'varázslatos görbéi nélkül' hogyan lehetne megoldani egy olyan feladatot, ami fix feszültség esetén az áramfelvételre kiváncsi? A feladat megoldásához szükség van azokra a függvényekre, amelyek a motor tengelyére jutó terhelés függvényében megmondják az egyensúlyi sebességet és az áramfelvételt.
Egyszerűen csak mérnökként, absztrakt gondolkodásra léptelenül logikai hibát látok abban az érvelésben, hogy egy X készülék B állapotában azért nagyobb az áramfelvétel mint A állatpotában, mert egy másik Y , amúgy nagyobb teljesítményű készülék B állapotában is milyen nagy az áramfelvétel, bár Y készülék A állapotáról egy szót sem ejtesz.:)
Pedig nagyon egyszerű, csak a fizikát kell tudni és kell egy kis elvonatkoztatási készség: Míg a gyakorlati porszívó a teljes légnyomásnak csak egy részével, max felével viaskodik, addig egy ideálisan tömített porszívó a teljes légnyomással. És ehhez nem kell mindenféle motorok varázslatos görbéit nézni összeráncolt szemöldökkel. Hogy aztán ezt a nagyon egyszerű fizikát hogyan varázsoljátok elő a görbéitekből, az legyen a Ti gondotok.
Nem az a lényeg mi van a dobon kívül... a dob maga modellezi a zárt szívócsonkú ventilátor forgórészt. A forgó dob belsejében együttforog a levegő, ugyanúgy kialakul a szívóhatás a forgástengelynél, és a túlnyomás a peremnél. Egyszer megforgatod, és forog az idők végezetéig.
Bocsáss meg, de Ti tényleg nem értitek a fizikát. Úgy beszéltek felhajtóerőről, meg túlnyomásról és egyéb fogalmakról, hogy azt hiszitek, azok csak úgy vannak. Nem, ezek nem olyanok mint a tömeg, ami tényleg csak úgy van. A szívóhatás azért alakul ki, mert a lapátok igenis pofozzák, hajtják a levegő molekulákat, sőt a spirális alak miatt gyorsítják azokat. Emiatt a tengelynél és a külső kerületen levő molekulák eltérő sebességűek. Emiatt torlónyomás alakul ki, ez biztosítja a szívóhatást.
Úgy kell elképzelni, hogy ugyanannyi molekula megy be, mint amennyi kifelé jön egy körülfordulás alatt, viszont ezek a molekulák a tengely közelében, a kisebb sugár miatt, kisebb térfogatban vannak, mint a peremen. Tehát a tengelynél nagyobb a sűrűség, mint a peremnél, ez állaítja elő a nyomáskülönbséget.
A megfejtés eleje itt van, a másik fele meg az, hogy ha nincs légszállítás, akkor nincs munkavégzés (leszámítva a motorkörnyezet veszteségeinek leküzdését).
Jó a gondolatmeneted, de a végével nem értek egyet.
1.) A visszaáramlás esetének vizsgálatakor megfeledkezel arról, hogy az ideális esetet vizsgáljuk, azaz csak az ideális uton haladhat a levegő. Pl. amikor kikapcsolod a motort, a csigavonal mentén haladhat csak vissza a levegő, nem pedig az egyéb réseken. Ilyenkor bizony a csigavonal kialakítás erő támadási pontnak számít és bizony az áramló levegő visszafelé fogja forgatni a tengelyt!
2.) A radiális kereket nem forgatja vissza, hiszen a felhajtóerő iránya független az áramlási iránytól. Ha egy radiális kereket ellenkező irányban forgatunk (pl. rosszul kötjük be a 3fázisú motort), akkor is jó irányba szállít,
Ezt hirtelenjében nem igazán tudom elképzelni a gyakorlatban, de azért ismételten felhívnám a figyelmedet arra, hogy ezek a makroszkópijus fogalmak gyakran becsaphatják az embet! Azt mondod felhajtó erő. Igen, de az mitől van? A levegő molekulák áramlásától, pontosabban az áramlási sebességek különbözősége miatt fellépő torlónyomástól! Amikor megfordítod a forgás irányát, a csigavonal nem a megfelelő irányba tereli (pofozza) a molekulákat, emiatt - úgy érzem - mégis csak megfordul az áramlás iránya, igaz nem lesz olyan intenzív az áramlás, mint a másik irányban lenne!
„Én egy hagyományos ventillátor lapátot képzeltem a porszivóba, mert az szemléletesebb.”
Ha jól tudom, háztartási porszívókban többnyire zárt, hátrahajló lapátozású centrifugál (radiális) ventilátort használnak. Azt már tudjuk, hogy a valóságos ventilátor teljesítményfelvétele csökken, ha lezárjuk a szívónyílást. Az ideális jelen esetben abban különbözik, hogy jó a tömítése, tehát ilyenkor teljesen leáll a légáramlás. Feltételezhető, hogy az ideális szívócsonkjának minimális megnyitásával modellezni tudjuk a valóságos ventilátor teljesen zárt állapotát. Minden amit mondasz az ideális működéséről ugyanúgy igaz a valóságosra is, a néhány százalékos veszteségtől eltekintve.. Mi indokolná, hogy egyik esetben nő, másikban csökken a teljesítményfelvétel.
„A dob belső oldala a szívott térben van, a külső oldala a nagyobb nyomású térben” A palástot ne keverjük a lapátokkal!
„És szerinted mi történne akkor, amikor lezárod ezt a dobot? Elárulom! Azonnal megszünne szívó hatás és a dob mellett azonnal beáramlana az atmoszferikus nyomás és a két oldalon azonossá válna!” Nem az a lényeg mi van a dobon kívül... a dob maga modellezi a zárt szívócsonkú ventilátor forgórészt. A forgó dob belsejében együttforog a levegő, ugyanúgy kialakul a szívóhatás a forgástengelynél, és a túlnyomás a peremnél. Egyszer megforgatod, és forog az idők végezetéig.
„a csökkentett nyomás fenntartásához folyamatosan munkát kell végezni a nagyobb nyomású hely felől beáramló levegő visszatartására!”
Itt van a tévedésed gyökere. Elegendő ugyanakkora ellennyomást létrehozni, és ehhez mint a forgódobos példa mutatja nem kell folyamatosan munkát végezni.
Nem is lehet az energiamegmaradás elve alapján sem... hová lenne a befektetett munkád?
„Hogy ez mekkora munkát igényel, azt gyönyörűen mutatta az a híres kísérlet, amikor egy két félggömbből összeállított gömb belsejéből kiszívták a levegőt és lovakkal sem tudták szétválasztani a gömbfeleket.” Semekkora munkát nem igényel. A munka nem keverendő az erővel. Mikronnyi elmozdulással szét tudom választani a gömböket.
„Ott egy veszettül forgó, azaz nem egyenesvonalú egyenletes mozgást végző spirális lamellákkal ellátott dob, belülről jönnek ki és kívülről mennek be a levegő molekulák, amelyeket püföl és gyorsít az a lapát rendszer és Te nem változó mozgásállapotról beszélsz?”
Forgómozgás fenntartásához nem kell energia. Ideális esetben nem mennek be, sem ki a levegőmolekulák, mert zárt a szívónyílás. Valóságos esetben némi súrlódás és turbulens áramlás fellép a külső álló, és a lapátok között rekedt keringő levegőmolekulák között, ezért nem esik le nullára a felvett teljesítmény. Ideális esetben nulla légszállításhoz nulla munka tartozik.
Tehát tuljadonképpen nem tudnám megmondani, hogy mikor fogyaszt a cucc többet, mert bonyolultnak látom a problémát (bár a mérési eredmények előtt fejet hajtok.)
Egyszerűen csak mérnökként, absztrakt gondolkodásra léptelenül logikai hibát látok abban az érvelésben, hogy egy X készülék B állapotában azért nagyobb az áramfelvétel mint A állatpotában, mert egy másik Y , amúgy nagyobb teljesítményű készülék B állapotában is milyen nagy az áramfelvétel, bár Y készülék A állapotáról egy szót sem ejtesz.:)
Tökéletes tömítettség esetén az egész készülék egy vákuumszivattyúba menne át és jócskán erőlködni kezdene, hogy a keletkezett vákuum egyre nagyobb legyen, majd a határérték elérésénél annak fenntartásáért küzdene.
Nem értek én ehhez, meg még nem olvastam végig a topikot, de jó lenne, ha a következőre válaszolnál indoklással:
Legyen a felvett áram mértéke egy vákumszivattyú esetében 'jócskán'. Ezután fúrjunk lyukat a vákumszivattyúra úgy, hogy az átengedje a levegőt, vagyis úgy viselkedjen, mint egy porszívó. Ekkor az áramfelvétel legyen 'iszonyúan'.
Melyik a nagyobb: 'jócskán', vagy 'iszonyúan'? Attól még, hogy a vákumszivattyú sokat fogyaszt, mi garantálja, hogy nem fogyasztana még többet, ha egy kis levegő is átmenne rajta? Itt az érvelésedben a logikai hiba.
A legjobb pelda egy gravitacios terben levo nagy cso, ami tele van gazzal. A cso tetejen es aljan elter a nyomas, megsincs munkavegzes. Szvsz a proszivonal is ugyanez a helyzet.
Nem! Amiről beszélsz, az egy kvázi statikus egyensúlyi állapot, amely esetében az, hogy van cső, vagy nincs cső, teljesen irreleváns, mivel lényegében a mérőeszközöd fölötti teljes levegőoszlop súlyát (fel az atmoszféra tetejéig), illetve az ebből adódó nyomást méred.
A porszívónál nem egy ilyen statikus állapot van, hanem egy motor által fenntartott dinamika zajlik. Ha kikapcsolod a motort, minden megváltozik, a levegő egy része visszaáramlik és beáll a kvázi statikus állapot.
Javaslom, hogy néhány fogalmat tegyünk tisztába. Ezek mérnöki fogalmak, és a fizikán alapszanak. Pl. ilyen a térfogatáram fogalma is, az időegység alatt áthaladó molekulák száma helyett.
A porszívóban radiális ventilátor van, ami azt jelenti, hogy a járókerékbe tengelyirányban lép be a közeg, és sugárirányban távozik belőle. Az áthaladó térfogatáram legyen Vj m3/s (vagy Vitaminek).
Ezt a levegőt egy csigaháznak nevezett szerkezeti elem tereli egyrészt a szívócsonkból a járókerék belépéséhez, másrész a járókerékből kilépő levegőt pedig összegyűjtve a nyomócsonkhoz.
A ventilátoron áthaladó levegő Vv kisebb a járőkeréken áthaladónál, mert a csigaház és a járókerék közötti rések miatt a járókerékből kilépő levegő nem mind hagyja el a nyomócsonkon a ventilátort, hanem egy (kis) része visszajut a járókerékbe.
A Vv/Vj a volumtrikushatásfok, mérnöki nyelven.
A járókereket elhagyó közeg össznyomása a kilépésnél nagyobb a belépésinél, ideális esetben (súrlódás, összenyomódás elhanyagolásával az ún. Euler turbiaegyenlettel lehet kiszámolni). Ebben szerepel a levegő kerületirányú komponense. Ennek előjelét a ventilátor kialakítása határozza meg.
Így: dp=a+b*Vj a járókerékben megvalósuló össznyomásnövekedés (ideális jelleggörbe).
a>0,
b>0 előrehajló lapátozásnál,
b=0 radiális lapátozásnál
b<0 hátrahajló lapátozásnál.
A valóság nem ideális, dp nem a fentiek szerint alakul, hanem kis Vv értékeknél nő (erősen hátrahajló lapátozásnál csökken), aztán egy adott nagy Vv esetén nullára csökken.
A ventilátor által a közegnek átadott teljesítmény: N=dp*V
Ebből látszik, hogy V=0 ill dp=0 esetben (a jelleggörbe két szélén) N=0 Az ideális teljeseítményfelvétel.
Ebben a két szélső pontban az áramlás jelentősen eltér a turbinaegyenlet levezetésénél feltételezett áramlástól, ezért különböző további veszteségek keletkeznek. Emellett magában a csigaházban is keletkezik veszteség.
Emiatt valójában ezekben az állapotokban sem nulla a levegőnek az egész ventilátorban átadott teljesítmény.
Utána jön a hajtás mechanikai hatásfoka és a villamos hatásfok, valamint az a körülmény, hogy a motor fordulatszámát hogyan befolyásolja a teljesítménye. Ez az egész jelleggörbét befolyásolja.
Egy korábbi beszólásomban belinkeltem egy cikket erről, abból mindez jól kiderül, ábrákkal, képletekkel.
És valkóban az jön ki, hogy porszívónál befogott csővéggel, minden egyéb körülmény változatlansága mellett csökken a motor áramfelvétele.
Ettől csak az erően hátrahajló lapátozás esetén van eltérés.
Még egy: A ventilátor nem paskolja a levegőt, hanem a lapátokon a körüláramlás esetén felhajtóerő keletkezik. Ennek eredménye az össznyomásnövekedés, NIII.
Az ún axiális kerekek, amiket valóban visszaforgat az ellentéte irányú légáramlat, egészen másképp működnek. A radiális kereket nem forgatja vissza, hiszen a felhajtóerő iránya független az áramlási iránytól.
Ha egy radiális kereket ellenkező irányban forgatunk (pl. rosszul kötjük be a 3fázisú motort), akkor is jó irányba szállít, de az axiális nem.
A jégkocka amikor nálánál magasabb hőmérsékletű közegbe tesszük előszőr halmazálapotot vált, vagyis olvad.
Kedves BZoltán, ritka nagy marha vagy, ha már így kimondattad velem. Gondolod, hogy a feladvány szövegébe beleírom rögvest a megoldást is? Látom, rosszindulatban nincs hiány....
