RockinHorse
Gäste
Nach der Fast-Fertigstellung meines TKS-Projektes war bei mir keineswegs Ruhe eingekehrt, auch wenn vielleicht ein anderer Eindruck entstanden war. Hatte ich bisher meine Zeichnung auf einer Windows-OS-Blechliesel angefertigt, war ich es leid, ständig zwei solcher Plagegeister auf meinem Schreibtisch stehen zu haben. Einer von beiden musste weg. Aber auch die Suchfunktion des hiesigen Forums hat mir zu keiner keiner besseren Lösung verholfen. AutoCad ist für Otto-Normalo unbezahlbar. Ich habe dann über zwei Stationen - einschließlich verschmerzbaren Lizenzkosten - einen Umweg gemacht, um anschließend meinen Windows-PC auf meinen neuen Mac zu migrieren. Und die Migration funktioniert seit dem Wochenende ganz gut. Ich finde mich also in meiner alten Programmumgebung wieder, die jetzt ganz Mac-like daherkommt. Der Vorteil ist, dass ich keine neuen Lizenzen kaufen muss, da der Besitz der alten Lizenzen ausreichend ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass ich vom Mac aus einen ungehinderten Zugang zu allen alten unter Windows-OS erstellten Projektzeichnungen habe.
Seit Montag sitze ich jetzt wieder an meinem neuen Projekt und starte ein zweites Mal eine neue Konstruktion. Eine erste Konstruktionsidee hatte ich schon mit einem Autocad-ähnlichen Programm gemacht. Diese erste Idee habe ich jetzt wieder in die Tonne geklopft.
Das Herzstück meiner Späneabsaugung wird ein Ventilator sein, dessen Design auf der Basis aktueller Entwicklungen entstanden ist. Genau genommen bezieht sich das nicht unbedingt auf den gesamten Ventilator sondern auf das Design des Laufrades.
Nun, wie kann man nur einen Ventilator aus Holz herstellen! Es geht, demonstriert haben das schon einige Holz-Begeisterte. Die Frage nach der Effizienz ist eine andere, aber im Hinblick auf die laufenden Kosten hat mich die Beantwortung dieser Frage doch sehr interessiert. Ob die schon anderweitig demonstrierten Lösungen tatsächlich im Verbrauch wirtschaftlich sind, war aber nicht in Erfahrung zu bringen und ob diese Lösungen auf den Punkt genau dem Bedarf entsprechen? Da hab’ ich schon meine Zweifel. Matthias Wandel gibt zumindest auf seiner Seite etwas von seinen Rechengängen bekannt (Download einer Exceldatei), so dass sich die erforderlichen Antriebsleistungen schon mal etwas präziser bestimmen lassen. Marius Hornberger hat sein Ventilatorprojekt dann schließlich auch mehrfach modifiziert.
Also hab’ ich nach Informationen gesucht, einige Diplomarbeiten studiert und mich so immer tiefer in die Materie hinein gegraben. Mit dem immer breiter werdenden Wissen gelang es dann auch, die Suchanfragen zu formulieren, die zum guten Schluss zielführend waren. Wer sich dafür interessiert, googelt mit den Begriffen „optimale Gestaltung Radialventilator rückwärts gekrümmte Schaufeln“, dort stößt man dann auf Autoren besonderer Publikationen, die etwas Licht ins Dunkel bringen - aber Vorsicht, der Genuss dieser Publikationen es ist nicht unbedingt leicht verdaulich. Am Ende habe ich mir somit ein Excel-Berechnungsformular aufgebaut, mit dem ich dann zu den folgenden Ergebnissen gekommen bin:
Vorgaben:
Mit besonderer Aufmerksamkeit habe ich den Vergleich zu der Berechnungsmethode verfolgt, mit der Matthias Wandel seine Berechnungen durchgeführt hat. Nach der Methode von Matthias Wandel käme ich auf einen Laufrad-Durchmesser von 0,344 m, der ist nur geringfügig größer. Die Begründung liegt daran, dass Matthias Wandel veraltete Methoden verwendet.
Ein „normaler“ Ventilator wird selten aus Holz gefertigt. Und in bestimmten Einsatzfällen geht das schließlich auch nicht. Das kritische Element ist das Lüfterrad. Wirklich? Zumindest sollte aber die „normale“ Luft einer Schreinerwerkstatt keine beeinträchtigenden Wirkungen haben. Machen wir den Vergleich der Massen von Stahl und Holz: Ein Lüfterrad aus MPX 18 mm ist gerade mal 15% schwerer als wenn es aus 2 mm Stahlblech gefertigt würde. Bleibt die Frage nach der Stabilität, da die Massenverteilung auf dem Lüfterrad ziemlich homogen ist, können Unwuchten mit normalen Maßnahmen ausgeglichen werden, so dass keine nachteiligen Folgen für die Festigkeit befürchtet werden müssen.
In der Quer-Schnittdarstellung A-:-A ist das Lüfterrad durch die grünliche Färbung hervorgehoben. Die gelbliche Färbung bezieht sich auf den übrigen für die Durchströmung vorgesehenen Innenraum des Ventilators. Üblicherweise hat ein „normaler“ Ventilator nur einen Ausblasstutzen. Da ich mit meiner Absaugeanlage den gewerblichen Vorschriften genügen muss, ist auch nicht notwendig die Abluft gesammelt nach außen zu führen. Deshalb habe ich 4 (vier) Ausblasöffnungen vorgesehen, wobei die Abluft durch jeweils eine Filterpatrone geführt wird. Es sind Filterpatronen, wie diese üblicherweise bei Werkstattsaugern zum Einsatz kommen.
Die vom Ventilator angesaugte Luft wird zuvor in einem Zyklon gereinigt, dessen Effizienz liegt bei:
Bleibt noch ein Wort zur Effizienz zu sagen. Ein normaler Werkstattsauger mit ca. 1,6 kW bringt gerade mal 300 m3/h zusammen - siehe hierzu im Vergleich die von mir angestrebten Daten - da erübrigt sich jeder weitere Kommentar. Nicht viel besser sieht es mit Seitenkanalverdichter (SKV) aus. SKVs liefern ein wesentlich höheres Druckgefälle, wie es in einer solchen Anlage zur Späneabsaugung nicht benötigt wird. Bezogen auf die nun zugrunde liegende Luftmenge müsste ich ein SKV-Aggregat kaufen, was dann mit etwa 5,5 kW daher kommt - ich komme aber mit 1,1 kW blendend aus.
Fortsetzung folgt
Seit Montag sitze ich jetzt wieder an meinem neuen Projekt und starte ein zweites Mal eine neue Konstruktion. Eine erste Konstruktionsidee hatte ich schon mit einem Autocad-ähnlichen Programm gemacht. Diese erste Idee habe ich jetzt wieder in die Tonne geklopft.
Das Herzstück meiner Späneabsaugung wird ein Ventilator sein, dessen Design auf der Basis aktueller Entwicklungen entstanden ist. Genau genommen bezieht sich das nicht unbedingt auf den gesamten Ventilator sondern auf das Design des Laufrades.
Nun, wie kann man nur einen Ventilator aus Holz herstellen! Es geht, demonstriert haben das schon einige Holz-Begeisterte. Die Frage nach der Effizienz ist eine andere, aber im Hinblick auf die laufenden Kosten hat mich die Beantwortung dieser Frage doch sehr interessiert. Ob die schon anderweitig demonstrierten Lösungen tatsächlich im Verbrauch wirtschaftlich sind, war aber nicht in Erfahrung zu bringen und ob diese Lösungen auf den Punkt genau dem Bedarf entsprechen? Da hab’ ich schon meine Zweifel. Matthias Wandel gibt zumindest auf seiner Seite etwas von seinen Rechengängen bekannt (Download einer Exceldatei), so dass sich die erforderlichen Antriebsleistungen schon mal etwas präziser bestimmen lassen. Marius Hornberger hat sein Ventilatorprojekt dann schließlich auch mehrfach modifiziert.
Also hab’ ich nach Informationen gesucht, einige Diplomarbeiten studiert und mich so immer tiefer in die Materie hinein gegraben. Mit dem immer breiter werdenden Wissen gelang es dann auch, die Suchanfragen zu formulieren, die zum guten Schluss zielführend waren. Wer sich dafür interessiert, googelt mit den Begriffen „optimale Gestaltung Radialventilator rückwärts gekrümmte Schaufeln“, dort stößt man dann auf Autoren besonderer Publikationen, die etwas Licht ins Dunkel bringen - aber Vorsicht, der Genuss dieser Publikationen es ist nicht unbedingt leicht verdaulich. Am Ende habe ich mir somit ein Excel-Berechnungsformular aufgebaut, mit dem ich dann zu den folgenden Ergebnissen gekommen bin:
Vorgaben:
- Druckgefälle.....................3651 Pa
- Volumenstrom.....................0,250 m3/s
- Drehzahl.........................72,25 U/sec
- Leistung.........................1125 W
- Schnelllaufzahl σ................0,186
- Druckzahl ψ......................1,217
- Wirkungsgrad ηip.................0,812
- Lieferzahl φ.....................0,046
- Laufrad-Eintrittsdurchmesser.....0,107 m
- Laufrad-Außendurchmesser.........0,312 m
- Schaufel Eintrittsbreite.........0,044 m
- Schaufel-Austrittsbreite.........0,031 m
- Schaufelzahl.....................12
- Schaufelkrümmungsradius..........0,192 m
Mit besonderer Aufmerksamkeit habe ich den Vergleich zu der Berechnungsmethode verfolgt, mit der Matthias Wandel seine Berechnungen durchgeführt hat. Nach der Methode von Matthias Wandel käme ich auf einen Laufrad-Durchmesser von 0,344 m, der ist nur geringfügig größer. Die Begründung liegt daran, dass Matthias Wandel veraltete Methoden verwendet.
Ein „normaler“ Ventilator wird selten aus Holz gefertigt. Und in bestimmten Einsatzfällen geht das schließlich auch nicht. Das kritische Element ist das Lüfterrad. Wirklich? Zumindest sollte aber die „normale“ Luft einer Schreinerwerkstatt keine beeinträchtigenden Wirkungen haben. Machen wir den Vergleich der Massen von Stahl und Holz: Ein Lüfterrad aus MPX 18 mm ist gerade mal 15% schwerer als wenn es aus 2 mm Stahlblech gefertigt würde. Bleibt die Frage nach der Stabilität, da die Massenverteilung auf dem Lüfterrad ziemlich homogen ist, können Unwuchten mit normalen Maßnahmen ausgeglichen werden, so dass keine nachteiligen Folgen für die Festigkeit befürchtet werden müssen.
In der Quer-Schnittdarstellung A-:-A ist das Lüfterrad durch die grünliche Färbung hervorgehoben. Die gelbliche Färbung bezieht sich auf den übrigen für die Durchströmung vorgesehenen Innenraum des Ventilators. Üblicherweise hat ein „normaler“ Ventilator nur einen Ausblasstutzen. Da ich mit meiner Absaugeanlage den gewerblichen Vorschriften genügen muss, ist auch nicht notwendig die Abluft gesammelt nach außen zu führen. Deshalb habe ich 4 (vier) Ausblasöffnungen vorgesehen, wobei die Abluft durch jeweils eine Filterpatrone geführt wird. Es sind Filterpatronen, wie diese üblicherweise bei Werkstattsaugern zum Einsatz kommen.
Die vom Ventilator angesaugte Luft wird zuvor in einem Zyklon gereinigt, dessen Effizienz liegt bei:
- 100% bei Partikeln von 0,5 mm und größer
- 98,7% bei Partikeln im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm
- 82,9% bei einem Partikel-Mix aus 12/3 µm.
Bleibt noch ein Wort zur Effizienz zu sagen. Ein normaler Werkstattsauger mit ca. 1,6 kW bringt gerade mal 300 m3/h zusammen - siehe hierzu im Vergleich die von mir angestrebten Daten - da erübrigt sich jeder weitere Kommentar. Nicht viel besser sieht es mit Seitenkanalverdichter (SKV) aus. SKVs liefern ein wesentlich höheres Druckgefälle, wie es in einer solchen Anlage zur Späneabsaugung nicht benötigt wird. Bezogen auf die nun zugrunde liegende Luftmenge müsste ich ein SKV-Aggregat kaufen, was dann mit etwa 5,5 kW daher kommt - ich komme aber mit 1,1 kW blendend aus.
Fortsetzung folgt
