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Ein paar Fragen zum Schwungrad
Gast
#6177347
Ich hätte da einmal ein paar Fragen dazu: Annahmen: Ein funktionsfähiges Schwungrad mit einer Masse von 10.000 kg Breite maximal ein Meter Durchmesser 10 Meter Umdrehungszahl Max. 10.000 U/min Und nun meine Fragen dazu: Welche Abmessungen können konkret erreicht werden? Wie viel Energie kann es aufnehmen und kann man es sinnvoll wieder entnehmen? Könnte es auch schneller drehen? Würde es sich als Pufferspeicher eignen? OMk schrieb: > Welche Abmessungen können konkret erreicht werden? Die hast du dir doch schon ausgedacht. > Wie viel Energie kann es aufnehmen? Rechne es doch aus. Wie immer enthält Wikipedia alle nötigen Infos: https://de.wikipedia.org/wiki/Rotationsenergie
Gast
#6177351
OMk schrieb: > Durchmesser 10 Meter > Umdrehungszahl Max. 10.000 U/min Aus dem Bauch: Unmöglich! Gruss Chregu
Beitrag #6177352 wurde von einem Moderator gelöscht.
Gast
#6177356
Thomas F. schrieb: > OMk schrieb: >> Welche Abmessungen können konkret erreicht werden? > > Die hast du dir doch schon ausgedacht. > Das sind Bedingungen die nicht überschritten werden dürfen. https://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifuge#Anwendungen "Extrem große Zentrifugen mit einem Füllgewicht von bis zu 1.750 kg werden in der Zuckerindustrie eingesetzt. Außerdem werden Großzentrifugen beispielsweise zur Entwässerung von Klärschlamm in kommunalen Kläranlagen, in der chemischen Industrie oder im Bergbau zum Trennen von Mineralien eingesetzt." Das sind vergleichbare Größenordnungen, aber 10m Durchmesser und 10 Tonnen würde das noch übertreffen. Wenn sich das losreißt, gibt es kein Halten mehr. Interessanter finde ich sie Speicheridee mit einem künstlichen Ayers Rock der auf einen unterirdischen Wasserspeicher drückt. Sieht sicher beeindruckend aus.
Gast
#6177376
> Welche Abmessungen können konkret erreicht werden? Die Frage verstehe ich nicht, die Abmessungen hast Du doch vorgegeben? > Wie viel Energie kann es aufnehmen und kann man es sinnvoll wieder > entnehmen? Bei den Angaben: Annahme: Das Schwungrad ist eine Scheibe aus Vollmaterial. (Wikipediatabelle Fall C) https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment J = 1/2 m r² = 0,5*10000kg * (5m)² = 125000kgm² Energie: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwungradspeicherung E = 1/2 J w² = 0,5 * 125000 kgm² 2 pi * 100000/60 s E = 65,44 MJ = 18,2kWh Das sind also um die 18kWh. Das sind knapp 2l Diesel. > Könnte es auch schneller drehen? Ja, warum nicht. Wenn das die Lager können. Die Umlaufgeschwinduigkeit am Rand sind ca. 5km/s. Das ist tüchtig schnell, aber bis zum therotischen Maximum ist noch viel Platz. > Würde es sich als > Pufferspeicher eignen? Kommt auf die Randbedingungen an. Gehen tut vieles. Wie lange soll gespeichert werden? Kurzer Leistungsbedarf oder Langzeitspeicherung? Lebensdauer der Lager?
Gast
#6177377
https://silo.tips/download/forschung-fr-die-energie-der-zukunft Blatt 9, in Garching steht sowas. In 10 s 150 MW verballern ist auch nicht schlecht. Scheint ne hellere Glühbirne zu sein... Wenn man sowas bei voller Rotation auf den Boden setzen könnte, so wie das Pressluftkugellager. Uiuiui
Gast
#6177411
Dann kann es wahrscheinlich über Wasser laufen?
Gast
#6177414
Prometheus schrieb: >> Welche Abmessungen können konkret erreicht werden? > Die Frage verstehe ich nicht, die Abmessungen hast Du doch vorgegeben? > >> Wie viel Energie kann es aufnehmen und kann man es sinnvoll wieder >> entnehmen? > Bei den Angaben: > > Annahme: Das Schwungrad ist eine Scheibe aus Vollmaterial. > Schwungscheiben bestehen eben nicht aus einer Scheibe Vollmaterial!
Gast
#6177417
OMk schrieb: > Prometheus schrieb: >>> Welche Abmessungen können konkret erreicht werden? >> Die Frage verstehe ich nicht, die Abmessungen hast Du doch vorgegeben? >> >>> Wie viel Energie kann es aufnehmen und kann man es sinnvoll wieder >>> entnehmen? >> Bei den Angaben: >> >> Annahme: Das Schwungrad ist eine Scheibe aus Vollmaterial. >> > > Schwungscheiben bestehen eben nicht aus einer Scheibe Vollmaterial! https://de.m.wikipedia.org/wiki/Schwungrad#/media/Datei%3ASchwungrad02.jpg
Gast
#6177420
Gast
#6177445
OMk schrieb: > Durchmesser 10 Meter > Umdrehungszahl Max. 10.000 U/min Ich überschlage als Tangentialgeschwindigkeit knapp 100-fache Schallgeschwindigkeit. Ist das plausibel???
Gast
#6177449
OMk schrieb: > Schwungscheiben bestehen eben nicht aus einer Scheibe Vollmaterial! Um das Massenträgheitsmoment zu erhöhen (= Fähigkeit Energie besser zu speichern), sollte man bei einer vorgegebener Masse, diese möglichst außen am Umfang platzieren und den inneren Teil des Schwungrades in Nabennähe mit leichten Speichen konstruieren. OMk schrieb: > Durchmesser 10 Meter > Umdrehungszahl Max. 10.000 U/min Absurd Das zerlegt sich auf jeden Fall, egal aus welchem Material es hergestellt wird.
Gast
#6177488
Jürgen von der Müllkippe schrieb: > Schwungscheiben Vorsicht mit Behauptungen... Beim Fusions-Experiment ASDEX Upgrade wird ein Schwungrad-Generator von 400 Tonnen Gewicht verwendet, der einige Minuten benötigt, um von 800 auf 3000 Touren hochzufahren, um dann die gespeicherte Energie innerhalb von Sekundenbruchteilen zum Aufheizen des Plasmas abrufen zu können. Quelle Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwungrad wie kuppelt man sowas auf eine Welle? mit sowas wie einer Wirbelstromkupplung? Franziska N. schrieb: > Das zerlegt sich auf jeden Fall, egal aus welchem Material es > hergestellt wird. Außenlager? Z.B. Aus einer geschlossenen Eisdecke mit einem Laser eine Scheibe ausschneiden und in Rotation versetzen. Das Wasser in der Fuge dient als Schmiermittel und bleibt aufgrund der Reibungswärme flüssig. Ich hab diesen Pumpspeicher wiedergefunden: https://www.wiwo.de/technologie/green/pumpspeicher-riesenbatterie-soll-kohlekraftwerke-ersetzen/13549178.html "50 Meter tiefe Betonwanne mit einem Durchmesser von 200 Meter" und eine Konkurrenzidee sogar "600 bis 800 Meter tiefes Loch mit einem Durchmesser von acht Meter...Der Deckel aus Beton für diesen Schacht soll 300 bis 400 Meter hoch sein, also die Hälfte des Loches ausfüllen." wenn das undicht wird... Bei dem Lanz-Traktor gibt es soweit ich weiß keinen Rückwärtsgang. Man wirft einfach das Schwungrad anders herum an. > Es besteht aus einer 50 Meter tiefen Betonwanne > mit einem Durchmesser von 200 Meter. wieviel Zement muss man dafür wohl brennen? so ganz ohne CO2 geht das dann aber auch nicht.
Gast
#6177527
Gerald K. schrieb: > Z.B. Aus einer geschlossenen Eisdecke mit einem Laser eine Scheibe > ausschneiden und Das Eis an den Polen schmilzt ja gerade weg... OMk schrieb: > Schwungscheiben bestehen eben nicht aus einer Scheibe Vollmaterial! Prometheus hat das für dich gerechnet. Das war gratis. Wenn man Oak liest vielleicht auch umsonst. Selber rechnen macht schlauer. Oak musst halt nur das Massenträgheitsmoment des konkreten Körpers bestimmen. Das kann man heute mit finite Element Metode machen. Damals machte man das mit Näherungsformeln, weil numerische Integration mit Rechenschieber ein Grauen ist. https://de.m.wikipedia.org/wiki/Trägheitsmoment Alles überhalb Mach 1 an Tangentialgeschwindigkeit sollte man überdenken. Lagern kann man das schwimmend wenn man will. Der Leckstrom des Fluids kühlt dann auch die Imperfektionen des Lagers weg. Wenn man Schwungräder kuppeln will kann man das vielfältig machen. Man muss sich nur vorher überlegen was für den Einsatzzweck geeignet ist. - Riementriebe - el. Wirbelströme - hydrodynamisch (aka Föttinger-Prinzip) - ... Damals(R) als man noch Wellentriebe durch Fabrikhallen hatte, war das ein allgegenwärtiges Problem. Da hat man viele Lösungen gefunden.
Gast
#6177534
Marek N. schrieb: > OMk schrieb: >> Durchmesser 10 Meter >> Umdrehungszahl Max. 10.000 U/min > > Ich überschlage als Tangentialgeschwindigkeit knapp 100-fache > Schallgeschwindigkeit. Ist das plausibel??? rechne mal neu, nicht überschlagen... Rotierende Masse Mit Materialien wie z. B. faserverstärkten Kunststoffen (GFK, CFK) kann mehr Elektrizität gespeichert werden. Aufgrund ihrer Festigkeit halten sie eine extrem schnelle Rotation aus – bis zu 100.000 U/min sind denkbar. Der begrenzende Faktor sind die Umfangsgeschwindigkeiten, sie liegen heute bei 700 bis 1.000 m/s – bis zu 2.000 m/s gelten als erreichbar, allerdings nur unter Vakuum-Bedingungen. Wichtig ist auch ein „gutmütiges“ Berstverhalten, wenn es denn einmal soweit kommen sollte. Quelle: http://www.bine.info/publikationen/projektinfos/publikation/kinetische-speicherung-von-elektrizitaet/kinetisches-prinzip/
Gast
#6177541
In den 90er Jahren wurden in München und Bremen Busse mit Schwungradspeichern eingesetzt.[5] Diese Busse bezogen ihre Energie für den Elektroantrieb ausschließlich von einem Schwungrad (Speicherinhalt 9,15 kWh). Sie konnten ohne Verbindung mit dem Stromnetz etwa 20 Kilometer zurücklegen. Dann mussten sie an Haltepunkten jeweils an das Stromnetz andocken Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwungrad Alte Technik neu entdeckt! Bei Achterbahnen mit Abschuss gibt es auch Schwungradspeicher um die Lastspitzen abzufedern. So muss der Betreiber keine neue Stromleitung ein seinen Park legen. Die Rekordbahnen hingegen arbeiten mit Hydraulikmotoren und Stickstoffspeicher der zwischen den Abschüssen komprimiert und über die Motoren entladen wird. "Der LSM-Antrieb von Formule X benötigt während des zweisekündigen Launchs eine Spitzenleistung von 450 Kilowatt, die aufgrund des mechanischen Energiespeichers jedoch nicht vom Stromnetz des Parks bereitgestellt werden muss. Stattdessen bringt ein 125 Kilowatt-Motor ein vier Tonnen schweres Schwungrad auf die Nenndrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute. Während des Starts wandelt ein Generator die Rotationsenergie des Schwungrades in elektrische Energie um und liefert einen Spitzenstrom von 750 Ampere" http://www.coastersandmore.de/rides/formulex/formulex.php Es gab in den 70ern schon Anlagen die rein mechanisch die Energie vom Schwungrad auf den Achterbahnzug übertragen haben: http://schwarzkopf-coaster.net/ESshuttlelooptyp2GF.htm Das Problem war allerdings die Haltbarkeit der Kupplung. Bei der Anlage auf den Fotos in Belgien roch es im Starttunnel immer dezent nach verbrannter Kupplung. Mittlerweile wurde diese Anlage auf lineare Induktionsmotoren umgerüstet.
Gast
#6177581
OMk schrieb: > rechne mal neu, nicht überschlagen... OK neuer Versuch Durchmesser d := 10 m => Radius r = d/2 = 5 m Drehzahl n := 10000 min^-1 Drehzahl in "pro Sekunde" umrechnen: n = 10000 min^-1 / (60 s / min) = 166,67 s^-1 Winkelgeschwindigkeit omega = 2 pi n = 1046,7 rad/s Tangentialgeschwindigkeit v_t = omega * r = 1046,7 rad/s * 5 m = 5233 m/s Schallgeschwindigkeit c_s := 340 m/s => Machzahl Ma = v_t / c_s = 15,4 OK, irgendwo einen Faktor 2 pi zuviel reingeschmuggeln, als ich knapp 100 Mach überschlagen hatte, sorry. Aber Mach 15 ist trotzdem böse! wie sind die Busse um die Ecke gekommen? Hatten die zwei gegenläufige Schwungräder?
Gast
#6177592
Christoph db1uq K. schrieb: > wie sind die Busse um die Ecke gekommen? Hatten die zwei > gegenläufige > Schwungräder? Ich wohne nicht in München, vieleicht helfen Presseberichte weiter... Christoph db1uq K. schrieb: > wie sind die Busse um die Ecke gekommen? Hatten die zwei gegenläufige > Schwungräder? Vielleicht verlief die Drehachse senkrecht und die Busse waren nur in der Ebene unterwegs. Oder das Schwungrad war kardanisch gelagert...so viele Möglichkeiten... Zitat Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrobus "Das um eine senkrechte Achse rotierende Schwungrad bewirkt bei Änderungen der Steigung der Straße Kippkräfte auf das Fahrzeug. Durch Verwendung zweier gegenläufiger Schwungräder lässt sich dieser Effekt jedoch aufheben."
Gast
#6177763
Ob da mal einer umgekippt ist? ich könnte mir vorstellen dass sich ein Goggo, in den man ein Flugzeugmotor eingebaut, so wie ein Gyro-Spielzeug seitlich wegdrehen kann https://www.youtube.com/watch?v=GbibgwmYDBM :D
Gast
#6185178
> Alles überhalb Mach 1 an Tangentialgeschwindigkeit sollte man
überdenken.
der die Schallgeschwindigkeit wegmachen. Mit Vakuum. Bei Normaldruck hat
man einfach einen Luefter.
Prometheus schrieb: > 2 pi * 100000/60 Hast du da nicht das Quadrat vergessen? Kauft euch einfach eins, zwar keine 10t sondern nur eine halbe, aber immerhin 25.500 U/min, 'ne viertel Tonne sogar bis 50.000 U/min. http://www.rosseta.de/srsdaty.htm Reinhard R. schrieb: > Kauft euch einfach eins, zwar keine 10t sondern nur eine halbe, aber > immerhin 25.500 U/min, 'ne viertel Tonne sogar bis 50.000 U/min. > http://www.rosseta.de/srsdaty.htm zu spät, geht nicht mehr: ... führten zur Insolvenz am 21.06.2013. Ooohhh... :-( Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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