Saugkraft eines Lüfters vervielfachen ? (gelöst)

[PICture]

Ich habe bei Pollin zufällig eine Kreiselpumpe (Best.Nr. 330 032, 5,95 €) entdeckt, die sich aber zum Saugen der Luft, sogar nachdem Wechsel des Motors für z.B. 6 V und "Verunreinigung" mit Schmierstoff o.ä. nicht eignet, oder ?

MfG

[Bluebunny]

Mit der Kreiselpumpe kannst du den Fusseln auf dem Teppich allenfalls ein Lächeln abgewinnen.

Man könnte vor das Saugrohr auch eine drehende Scheibe mit Loch, oder eine Blende wie sie in Objektiven verwendet wird setzen. Ist das Saugrohr geschlossen hat das Gebläse einen Moment Zeit Unterdruck aufzubauen. Öffnet sich das Saugrohr hätte man wenigstens für einen kurzen Moment mehr Saugleistung. Ich bezweifel allerdings das der Gebläsemotor das lange mitmacht. Und die Saugleistung wäre nicht kontinuierlich.

[oberallgeier]

Hallo alle,

ich habe mal den Staubsauger vom grossen M rausgeholt. Schlauch abgezogen - es bleibt also nur ein hübscher, strömungsgünstiger Zulaufstutzen zum Saugkasten mit dem Filter. Ein 10-mm-Silikonschlauch, 2 m lang, dazu ein Messbecher mit Wasser. Eine sehr strömungsgünstiges Flügelradanemometer in einem Mantelrohr, RohrØ 20 mm. Ich wollte einfach mal genauer wissen, was im Staubsauger so abgeht. Das mit den 200 mbar maximalen Unterdruck hatte ich übrigens vor ein paar Jahren ziemlich aufwendig (kalibrierte Messdose 0 .. 1 bar) gemessen bei voller Motorleistung, neuem Filter und verschlossener Saugdüse. Diesmal also eine Heimwerkermessung.

Staubsauger anschalten und auf 700 W einstellen, Maximum wären 1600 W. Das Schlauchbarometer zeigt 110 mm WS (+/-10). Das Anemometer zeigt rund 35 m/s IM Zulaufstutzen (also satte 100 kmh).

Mal ein bisschen rumrechnen mit mehr oder weniger idealisierten Bedingungen nach dem bekannten Milchmädchenverfahren: Luftdurchsatz 250 m³/h, allerdings bei sehr wenig Druck - 10 mbar. Umgerechnet auf ein Rohr mit Ø2 mm ergibt 400 l/h. Das reicht mir zum Atmen nicht mal bei minimalstem Stoffwechsel. Anders ist es mit dem Saugdruck. Die gemessenen 100 mmWS fährt der Staubsauger ganz locker, wie erwähnt OHNE Schlauch, also mit minimalem Widerstand eingangsseitig (und halb gefülltem Staubbeutel). Trotzdem trau ich mich die Leistungsabschätzung nicht niederzuschreiben: 10 % sind einfach ein etwas sehr geringer Wirkungsgrad (70 l/s mit 1000 N/m²).

Vielleicht gibt das mal einen gewissen Eindruck von der Aufgabenstellung.

... Kreiselpumpe mit Magnetkupplung, geeignet für den direkten Betrieb unter Wasser ...

Eine Wasserpumpe geht nicht. Der Spalt zwischen Pumpenrad und Gehäuse ist für Luft so gut wie kein Widerstand - wenn da ein halber Hauch rauskommt, hast Du Glück gehabt. Radialgebläse sehen innen schon anders aus.

[Martin.]

Naja PICture geht es aber ja nicht um das erzeugen eines Vakuums. Beim Staubsauger wird doch versucht ein enormer Gasfluss zu erzeugen, der Schmuzpartikel mit reißt. Das darf man hier nicht vergessen. Es wird nichts benötigt, um stationär ein Vakuum zu erzeugen. Jedes billige Produkt würde dem eh nicht standhalten. Deswegen ist das wichtigste eine große Fördermenge zu erzielen. Weiter oben hab ich ja angesprochen und es wurde auch richtig interpretiert(!) dass man vielleicht auch einfach Luft draufblasen kann und die Abluft geziehlt auffangen. Das Prinzip ist somit das gleiche, nämlich durch Umwälzung von Luft Staub zu entfernen.
Ob es funktioniert mehrere Lüfter hintereinander zu hängen bezweifel ich. Es wird sich meiner Meinung nach die Fördermenge nur gering verändern, da wenn ein Lüfter in den nächsten rein bläst, dessen Fördermenge eigentlich nicht verändert wird. Man kann aber ein Vorgebläse und ein Hauptgebläse oder ne Vorpumpe und ne Hauptpumpe hernehmen.
Alternativ würde ich mir aber noch andere Möglichkeiten der Staubentfernung Überlegen. Feiner Staub lässt sich vielleicht ja schon durch ne geladene Platte anziehen.

[PICture]

Hallo!

@ Bleubunny!

Danke für deine schnelle Antwort, es war nur eine von meinen meistens verrückten Ideen...

@ oberallgeier

Dann muss ich bei Lüfter bleiben und damit experimentieren. Vor allem bezweifle ich jedoch, so wie der Martin., die Wirkung der Kaskadierung der Lüfter, da die durch den ersten Lüfter eingezogene Luftmenge wird doch nicht multipliziert, sonst verstehe ich es nicht ganz.

@ Martin.

Ich habe schon mit Feinstaub experimentiert und die beste Ergebnisse mit Fuselrollen erzielt. Sie haben den Feinstaub aufgenommen sogar direkt nach dem 1000 W Staubsauger! Das mit elektrisch aufgeladenen Platten finde ich persönlich, wegen Hochspannungerzeugung als zu kompliziert. Der Saugerbot kann doch hinter sich eine Fuselrolle ziehen und den von Staubsauger hintergelassenen Feinstaub aufzusammeln....

Zuerst möchte ich mir ein einfaches Luftdruckmessgerät bauen. Ich habe es, so wie ich das verstehe, im Code skizziert. Bitte um Überprüfung, da ich es richtig machen will...

MfG

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     Unterdruck |   | |   |#|    |           |
      in mm WS  |   | |   |#|    |           |
                V   | |   |#|    |Staubsauger|
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     # - gefärbtes Wasser              |
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                                       V

[Manf]

Der Druck in der Pumpe entsteht durch das Zentrifugieren. Mit Luft, bei 1/1000 der Dichte, entsteht ganz grob 1/1000 des Drucks.
Nun könte man ja einfach die Pumpe an die 1000-fache Spannung anschließen, dann käme es nach dem groben Ansatz wieder hin.

Durch das Kaskadieren von Lüftern kann man die Drücke addieren, mehr leider nicht.

Bei Experiment mit dem Staubsauger kann man ein Glas Wasser auf den Boden stellen, mit einem dünnen Schlauch, der an der Decke befestigt ist und dessen Ende man vorsichtig an die Einsaugöffnung führt. Der Wasserspiegel im Schlauch sollte sich um etwa 1m anheben.
Vorsichtig, damit nicht bei plötzlicher Blockierung das Wasser im Staubbeutel ist.

[oberallgeier]

Hallo,

PICture, Dein Versuchsaufbau ist in Ordnung, so hatte ich Dir das ja gestern beschrieben/empfohlen. Bei den Drücken, die vom Staubsauger erzielt werden und bei Schlauchinnendurchmessern kleiner 10 mm besteht auch kaum Gefahr, dass die Wassersäule "überschießt" - das hatten meine Techniker mehrfach bewiesen (ungewollt *ggg*).

Das Märchen, dass hintereinandergeschaltete Pumpen (Ventilatoren, Gebläse etc) keine Druckerhöhung bringen, ist ziemlich verbreitet. Wie so viele Märchen. Stimmt eindeutig nicht - einer meiner Konstrukteure hatte mich mal so lange damit genervt, bis er den Aufbau mit mehreren Pumpen hintereinander machen durftemusste. Hatte beinahe einen Schlauch gesprengt, weil er die Drucksteigerung wirklich nicht geglaubt hatte. Wie mehrfach erwähnt sieht man die Beweise tagtäglich über den Himmel fliegen: Die Strahlturbinen fast aller Jets sind mit axial gestaffelten "Ventilatoren" gebaut. Das Bild ist wegen des Propellers nicht ganz glücklich gewählt, Turboprops haben oft Radialkompressoren. Außerdem haben moderne Jets noch eine extra Stufe ganz vorne für einen Luftmantel, der zur Schalldämpfung dient.

.................Bild hier  
.................Bild aus Wikipedia, de.wikipedia.org/wiki/Datei:Turboprop.png

@Manf: Ein zusätzliches Problem beim Übergang von Flüssigkeit auf Gas bei Kreiselpumen ist der Laufradspalt gegen das Gehäuse. Gas hat eine sehr geringe Viskosität verglichen mit Wasser, die sich dramatisch auf den Einbruch des erzielbaren Drucks auswirkt, insbes. dann, wenn die Pumpe für ein anders Fluid ausgelegt ist.

[PICture]

Hallo!

@ Manf

Das mit dem Kaskadieren von Radiallüfter von Pollin finde ich am einfachsten und fange damit an.

Mit erhöhter Spannung für ein Lüfter habe ich schon probiert. Am Ende war es zerstörend, weil der für 1,2 V ausgelegter Motor, sich bei 12 V plötzlich (warum ?) nicht mehr drehen wollte und ich konnte für höhere Spannungen leider nicht weiter experimentieren...

Das mit dem Wasserbehälter und kürzerem Rörchen gefällt mir besser als mit U-förmigem Rörnchen, da es einfacher zum Bauen ist. Mir ist aber die Gefahr, dass das Wasser im Staubsauger landet zu groß und die Genauigkeit zu klein.

@ oberallgeier!

Besten Dank für Bestätigung, dass ich mir richtig den Aufbau von dem Luftdruckmessgerät vorstelle. Das konnte ich mir eben noch von Physikunterricht erinnern.

Laut deinem schönem Bild muss es mit den kaskadierten Radiallüfter klappen, da ich an Märchen schon lange nicht mehr glaube...

Wenn ich das Bild richtig verstehe, können alle Lüfter auf gemeinsamer Achse befestigt und mit nur einem Motor mit gleicher Leistung, wie gesamte, angetrieben werden. Dank dessen wäre die Kaskade kleiner, was von mir sehr erwünscht ist.

MfG

[oberallgeier]

... alle Lüfter auf gemeinsamer Achse befestigt und mit nur einem Motor ... angetrieben werden ...

Im Prinzip - ja. Aber schau mal auf die Zeichnung: Die Ventilatorstufen haben immer kürzere Schaufeln, dh. eine kleinere Ringfläche des Ventilators. Die kleinere Ringfläche wird meist auch durch einen kleineren Wellenteil erreicht. Da die Luftgeschwindigkeit UND der Druck steigen, fließt durch einen gleichen Querschnitt mehr Luft (gewichtsmässig mehr) durch. Mehr Luft gibts aber nicht - es wird nur die verdichtet, die vorne angesaugt wird. ALSO muss der Durchlaufquerschnitt entsprechend dem lokalen Druck und der lokalen Geschwindigkeit angepasst werden. EIN möglicher Vorschlag wäre es, die Ventilatorflügel der Folgestufen zu kürzen und ein sehr gut passendes neues Aussenrohr anzufertigen vermutlich durch Ausfüttern des alten Aussenrings mit Kunststoffringen. Wichtig auch die strömungsgünstige Anpassung an die vorhergehende und die folgende Stufe.

[PICture]

Da ist wieder meine Mechanikschwäche deutlich erkennbar. Erst jetz verstehe ich das mit der ein- und ausgehender Luftmenge, die gleich ist, richtig.

Vielen Dank, dass du mir viel Arbeit um sonst und Entäuschung erspart hast. Weil ich die nötige Querschnitte leider selber nicht errechnen kann, gehe ich davon aus, dass ich sie die Proportionen der Durchmesser vom Bild übernehmen könnte.

Als einfachste Lösung finde ich ein Stück von einem Kunstofftrichter beiseitig abzuschneiden, da es nicht ein "yet" seien müsste...

Die entsprechend schräge Schaufel von Lüfter lassen sich angeblich auch aus den Radiallüfter von Pollin mit einer Säge und BF-2000- Super Industrieklebstoff basteln. Was für eine Spalte zwischen dem "Trichter" und Schaufeln ist dort zulläsig, weil es über die Bastelmöglichkeit entscheidet ?

Angeblich müssen auch die Drehgeschwindigkeiten der Turbinen mit fallendem Durchmesser steigen, was man mit der Spannungen/Ströme (einfaches PWM mit 555-er) der entsprechender Motoren (fast) optimal einstellen könnte.

MfG