Batch Rocket: Rocket stove, maar dan anders

verwarming, isolatie, huiselijk energieverbruik

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 04 jul 2012, 19:52

Weer pech: ik dacht dat de doorlooptijd voor calibraties van Testo Nederland 5 dagen was. Dat is ook zo, maar niet voor reparaties, helaas. Mijn analyser is nu ingepland voor maandag 9 juli. Dan wordt er contact opgenomen over de kosten en dan kan het snel klaar zijn als de benodigde onderdelen in huis zijn...

Ik reken op minstens nog een dag of 10 voordat ik het ding weer terug heb. In de tussentijd kan ik wel wat aan de opstelling wijzigen maar dan kan ik alleen maar kijken en luisteren hoe dat-ie brandt. Dat is wel leuk, maar daar heb ik niks aan.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 22:49
Locatie: verwijderd

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door account verwijderd » 04 jul 2012, 22:52

@Peter,

Hebben ze geen leentoestel?
Verwijderd

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 05 jul 2012, 08:21

michel schreef:Hebben ze geen leentoestel?
Hebben ze wel, maar dat is feitelijk een huurtoestel. Vermoedelijk gemakkelijker als het om een groter bedrijf gaat met meerdere meters. Maar voor een particulier zoals ik loopt dat aardig in de papieren, dat heb ik er niet voor over.

Trouwens, op de website staat nog steeds dat reparaties binnen 5 werkdagen worden afgehandeld. De dame aan de telefoon klonk alsof ze het verhaal al vaak verteld had, wat doet vermoeden dat er het een en ander is gewijzigd. Ik begin te denken dat er wat personeel ontslagen is waardoor ze het nu razend druk hebben met minder mensen.

En het ligt voor de hand dat een heleboel bedrijven de apparatuur in de vakantietijd laten calibreren. Dan hebben ze er tijdens de lopende werkzaamheden geen last van.

Goed, ik klink wat somber. Dat komt door ineens een gat in voortgang van de experimenten. :(
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 22:49
Locatie: verwijderd

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door account verwijderd » 05 jul 2012, 20:27

@Peter,

Goed, ik klink wat somber. Dat komt door ineens een gat in voortgang van de experimenten.

Tja, ben je eindelijk met pensioen, doet je Tiesto het niet..... :roll: Da's balen.

Met het oog op het gat in de voortgang van het expirement, dan maar even offline bezigheidsterapie. :mrgreen:

Bijgaande plaatjes geven een formule en een plaatje van het venturi effect.
Het P-channel (Peter Channel) geeft de secundaire lucht in grote mate op basis van het Bernoulli effect.
Ik heb me er nog niet in de formule verdiept, maar de eerste aanzet is gedaan.

In het plaatje valt mij gelijk op het volgende, de verticale spleetuitgang van de rocket, die loopt ver door tot de bodem van de kachel.
Schematisch zou je zeggen dat het voorste plaatje van de venturibox niet bv. 5-10mm door hoeft te steken.

Nog even wat gegevens op een rijtje,

Spleet uitgang naar riser 68% SZ (bernoulli vernauwing doorgang, Delta H)
Ax. Primair in 15-20% SZ
Bx. P-channel (secundaire venturi inlaat) 5% SZ
Cx. Rookgasafvoer 150mm, = 100% SZ (SZ = system size)

Als je ook m.b.t. tot de temperatuur (gasexpansie factor) een formule wilt samenstellen, dan wordt de formule een stuk moeilijker op te bouwen.

Je hebt over de linie gezien een paar drukverschillen, op zich is het wel een interesant fenomeen, min of meer zelfregelend. :mrgreen:
Bijlagen
meting.JPG
meting.JPG (5.78 KiB) 1944 keer bekeken
venturi effect.JPG
venturi effect.JPG (6.96 KiB) 1946 keer bekeken
formule venturi.JPG
formule venturi.JPG (2.31 KiB) 1946 keer bekeken
Verwijderd

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 06 jul 2012, 09:53

michel schreef:In het plaatje valt mij gelijk op het volgende, de verticale spleetuitgang van de rocket, die loopt ver door tot de bodem van de kachel.
Schematisch zou je zeggen dat het voorste plaatje van de venturibox niet bv. 5-10mm door hoeft te steken.
Wat je noemt klopt wel, de uitgang (tunnel) van de firebox bevindt zich in het verticaal vlak gezien in de onderste helft. Horizontaal gezien zit die wel precies in het midden, kijkend in de p-channel kun je dan ook de vlammen van links en rechts naar de uitgang zien buigen. In de firebox zelf zijn in de bovenste helft de vlammen echt in slow-motion, waarschijnlijk omdat de front beluchting zo laag zit.

Die overhang van p-channel plaat is ontstaan door uitproberen: op deze manier had ik gewoon de beste resultaten. Geen overhang of groter gaf minder goede effecten. Waarschijnlijk wordt door die overhang het Bernoulli-effect nog versterkt op precies die plaats waar de lucht aangezogen wordt.
michel schreef:Als je ook m.b.t. tot de temperatuur (gasexpansie factor) een formule wilt samenstellen, dan wordt de formule een stuk moeilijker op te bouwen.
Wat er gebeurt in een gewone J-vorm rocket stove is inderdaad opmerkelijk: fysiek gezien is de doorsnede binnen een kleine marge overal gelijk. Maar op de bodem van de feed tube worden heftige temperaturen bereikt. Bij een sprong van 20 graden Celsius naar 1000 graden heb je al met een lucht-uitzetting van een factor 4,3 te maken. Voor het volume lucht dat daar dan langs komt is de tunnel als gevolg daarvan een nauwe doorgang, wat resulteert in een hogere snelheid en een lagere druk ter plekke. Met het toenemen van het temperatuur verschil wordt dit effect sterker. Als de luchtsnelheid in de feed maar groot genoeg blijft, dan kruipt het vuur niet naar boven en blijft de koeling van de brandstof in stand.

Het is dus inderdaad een tot op zekere hoogte zelfregelend systeem. Was het dat niet, dan zou er constant met een enorme luchtovermaat gewerkt worden en hoge rendementen niet tot de mogelijkheden behoren. De inlaat is immers niet regelbaar, tenzij door het ding helemaal vol met hout te stoppen en dat is weer een wel erg grove regeling die niet nauwkeurig te herhalen valt.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 22:49
Locatie: verwijderd

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door account verwijderd » 08 jul 2012, 22:16

@Peter,

Bij een sprong van 20 graden Celsius naar 1000 graden heb je al met een lucht-uitzetting van een factor 4,3 te maken.

Gelukkig heeft stoom een expansiefactor van 1600x bij nog niet de helft van 1000 graden. :D

Als er dan 12-14% chemisch gebonden vocht in het hout zit, dan is dat ook een rede om de gasexpansiefactor met
12-14% x 1600 te verhogen. :D

(88%*4,3)+(12%*1600)= Samengestelde gas expansiefactor.
Verwijderd

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 09 jul 2012, 09:02

michel schreef:(88%*4,3)+(12%*1600)= Samengestelde gas expansiefactor.
Hmmm... Dat klinkt al heel wat meer, deze factor komt neer op 195,784. Af en toe sta ik er verbaasd van wat er allemaal gebeurt daar binnen in zo'n ding. :D
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Dutch John
Berichten: 4478
Lid geworden op: 02 dec 2006, 12:23

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door Dutch John » 09 jul 2012, 12:57

Michel,

Ik neem aan dat je 12-14% fysisch water bedoelt.

Het verdampen van water uit nat hout vraagt niet alleen extra energie, maar de stoom zit de verbrandingslucht tevens in de weg. Met als gevolg een slechte verbranding. Eén keer een testronde met iets natter hout en de emissies gaan omhoog. Als je iets aan de opstelling veranderd hebt, kunnen verkeerde conclusies het gevolg zijn.

Groet,
DJ
He chose to be rich by making his wants few, and supplying them himself. - Ralph Waldo Emerson-

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 09 jul 2012, 16:08

Dutch John schreef:Het verdampen van water uit nat hout vraagt niet alleen extra energie, maar de stoom zit de verbrandingslucht tevens in de weg. Met als gevolg een slechte verbranding.
Dat de stoom de verbrandingslucht in de weg zit, dat klopt.

De wolk onverbrande gassen die boven een houtvuurtje opstijgt is sterk vermengd met waterdamp, dat wist ik ook al.

Maar dat die waterdamp 1600 keer zo veel volume heeft als het water dat in het hout zat, daar had ik nog niet bij stilgestaan.

Daar volgt dan meteen uit dat menging met verse en verhitte lucht nog veel belangrijker is dan eerder aangenomen.

En dat die menging zo snel mogelijk moet plaatsvinden nadat de brandbare stoffen het hout hebben verlaten om afkoeling te voorkomen.

Om dezelfde reden werkt alleen meer lucht toevoeren niet, meestal wordt het dan veel te veel wat afkoeling in de hand werkt en menging kan dan wel plaats vinden maar de temperatuur wordt te laag.

Weinig maar hete lucht toevoeren op de juiste plaats, wat veel beroering teweeg moet brengen. Een echt goed fikkie stoken is een stuk moeilijker dat je zou denken.

Heren, bedankt voor het inzicht. :D Serieus!
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 22:49
Locatie: verwijderd

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door account verwijderd » 09 jul 2012, 16:27

De formule klopt niet helemaal 100%, de formule gaat nu alleen van de massa van het hout uit en de massa van het water.
Er ging net een lampje bij me branden onder de douce.

De samengestelde gas-expansiefactor is ook gerelateerd aan de tijd dat het hout brand per verbrandingswaarde en
de tijd dat het water verdampt per verdampingswaarde.
Voorbeeld :

Je kunt 1kg hout binnen 30 minuten op laten branden terwijl het vocht binnen 5 minuten is verdampt.
Factor 1 op 6.

In tegenstelling tot 88% CO brandstof & 12% chemisch gebonden H2O die expleciet gaat over de aanwezige massa.

Je krijgt dan een combinatieformule van bovenstaande gegevens wil je het exact weten.

@DJ,
, maar de stoom zit de verbrandingslucht tevens in de weg. Met als gevolg een slechte verbranding.

Klopt, maar stoom kan 2000 graden worden, zoals bij een hoogtemperatuur brandstofcel, ik zie stoom meer als een energiedrager.
De heetste vlam op aarde bestaat uit de verbranding van H2+O en is onzichtbaar in zuivere vorm, wat je overhoudt is waterdamp. :D
Eigenlijk moet een kacheltje zo heet worden dat de stoom uiteenvalt in waterstofgas, dan wordt het pas leuk. :mrgreen:
Verwijderd

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 22:49
Locatie: verwijderd

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door account verwijderd » 13 jul 2012, 18:30

@Peter,

Is de Tiesto al terug van reparatie?
Verwijderd

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 13 jul 2012, 20:26

Met het opnieuw in bedrijf komen van de Testo gas analyser leek het wel of ik steeds slechtere resultaten kreeg. Eenmaal op gang gekomen kwam er elke keer weer een grote bult CO in de aanloop naar de top van de stook. In een geval zelfs zo veel dat er rook uit de schoorsteen kwam! Een CO niveau van meer dan 5000 ppm levert met dit ding zichtbare rook op tijdens de aanloop naar de top.
Nog niet schokkend veel, maar ik ben het totaal ontwend en dan is het een onaangename verrassing.
12072012a.gif

Hij deed het maar heel even goed, op het moment dat de CO als de O2 allebei op hun laagste punt zijn. Gemiddelden: 15,2 % O2, 76,4 % eff., CO 2189 ppm, temp 192 C.

Iedere keer heb ik de grafieken van afgelopen maand doorgespit om te zien of ik mijn verwachtingen niet stiekum had bijgesteld, en gedeeltelijk was dat ook zo. Ik wilde kennelijk graag de beste resultaten tot normaal te bereiken standaard verheffen. Helaas gaat die vlieger niet op, het ding is nog veel te onbetrouwbaar naar mijn smaak. Het meest opvallende is de kleur van de filters uit de meter: van groezelig tot lichtgrijs. Blijkbaar is het ding beter in roet verbranden dan het omzetten van CO, dat geeft in elk geval hoop.

Wat ik vandaag heb gedaan: niets aan het ding veranderd maar goed gekeken wat eventueel anders was dan toen het goed ging. Er zijn inderdaad wat verschillen, met name dat ruitje ervoor bij wijze van deur heeft wat gewijzigd. Voor die tijd gebruikte ik los gestapelde vuurvaste stenen om de opening af te sluiten, met een opening van 25 cm2 onderaan. Er zitten natuurlijk kieren tussen de stenen en die laten ook lucht door, en met die ruit was ik dat even vergeten. Dus: een beetje lucht boven de ruit toelaten om de frontbeluchting te spreiden. Dat leverde de volgende grafiek op:
13072012a.gif

Iets beter, maar dat gebergte aan het begin is er nog steeds. OK, het is wat lager, maar ik wil gewoon niet dat het daar is. Gemiddelden: O2 15 %, eff. 79,1 %, CO 1429 ppm, temp 181 C.

Verder heb ik de laatste tijd te enthousiast het ding volgepropt tot aan de bovenplaat en tegen de wand met de riser. En tenslotte het aanmaakvuurtje niet vlak voor de riser opening maar een beetje slordig middenin de kachel blijkt ook niet goed te zijn, dan ontwikkelt het vuur zich te snel. De tweede stook achter de vorige aan, heb ik daar beter op gelet. Zelfs wat te goed want nu ontwikkelde het vuur zich uiterst traag en heb ik de meter twee keer moeten stoppen omdat de zuurstof weer terug naat 21% dreigde te gaan. Maar het resultaat is goed, kennelijk zit het gevaarlijke gebied in het begin van de run. Is het ding daar goed voorbij, dan is er letterlijk geen vuiltje meer aan de lucht.
13072012b.gif

Gemiddelden: O2 14,9 %, eff. 75,8 %, CO 1092 ppm, temp 194 C.

Nu ben ik weer 9 testruns verder (die zijn gelukkig kort, dus dat gaat goed) en heb ik alle hierboven genoemde mogelijke oorzaken omzeild bij de laatste run, van vanavond. De conclusie is nu dat het ding een temperamentvol karakter heeft. CO omzetten doet-ie goed onder de juiste omstandigheden, andere koolwaterstoffen gaat verhoudingsgewijs gemakkelijk, getuige de ondermaatse kleuring van de filters.
13072012c.gif

Deze laatste run, zo wil ik ze altijd hebben. Gemiddelden: O2 15,1 %, eff. 78,7 %, CO 676 ppm, temp 183 C.
Oh ja, ik heb er ook nog even een rvs riser op gehad met isolatie er omheen. De overgang van de rechthoek in chamotte steen naar 15 cm rond zo'n 16 cm boven de tunnel gaat niet goed, hij blijft afremmen als de boel op gang begint te komen. Inmiddels heb ik er weer een vuurvaste heat riser van 72 cm lang op staan.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 18 jul 2012, 15:19

Gisteren heb ik drie testruns achter elkaar gedaan in de hoop een paar factoren uit te sluiten. De eerste run heb ik de stove helemaal tot aan het deksel volgestouwd, maar met nog wat ruimte aan de kant van de tunnel. Niets aan de hand, het ding deed gewoon wat er gevraagd werd. Kennelijk gaat er toch wel zoveel lucht door het hout dat de vlammen ook echt de tunnel in gaan. Die is afgevinkt, kennelijk niet echt nodig.

De boven front beluchting had ik al mijn twijfels over dus die heb ik als tweede weg gelaten. Ook dat had nauwelijks invloed, hoewel ik de front onder beluchting weer wat groter heb gemaakt zodat de lucht-opening van het geheel even groot bleef. Ook afgevinkt als niet nodig.

De derde factor was het hout dat niet tegen de wand met de tunnel opening erin moest liggen. Dat heb ik deze keer opzettelijk wel gedaan, en het resultaat was er ook naar. Grote hoeveelheden koolmonoxide en een stook die heel veel rare sprongen vertoonde. OK dan, die ruimte is dus wel nodig. Lastig omdat het achterin de stove zit en als het hout er in gestapeld wordt, is het niet meer te zien.

Vandaag heb ik uitgeprobeerd hoe klein de primaire lucht inlaat kon worden zonder concessies te doen aan de kwaliteit van de verbranding. Daar struikelde ik weer over een ander fenomeen. Dat van de verhouding tussen inlaat en doorsnede van de tunnel. Als alles op temperatuur is, naar schatting zo'n 1000 graden, dan zet alle lucht die binnenkomt uit met een factor 4. Het water in het hout zet nog veel meer uit, maar dat wil ik voor dit voorbeeld buiten beschouwing laten. Als ik de tunnel opening 4x zo groot maak als de inlaat heb ik in theorie in beide openingen een gelijke stroom snelheid.

Die 4 keer grotere lucht volume moet door de tunnel, die kleiner is dan de riser die er achter zit. Het gevolg is een versnelling van de rookgassen en een gelijktijdige verlaging van de druk. In de riser expandeert het weer wat, waardoor de zo nodige menging tot stand wordt gebracht.

Als ik nu de inlaat groter maak, dan gaat het ding harder brullen en krijg ik een goeie verbranding. Maar het rendement neemt drastisch af omdat de lucht overmaat groter wordt. Maak ik de inlaat kleiner dan neemt het gebrul wat af en wordt de kwaliteit van de verbranding slechter. Een hogere snelheid van de gas-stroom in de tunnel resulteert in een schonere verbranding, lijkt het. Met het verkleinen van de inlaat neemt de snelheid juist af. Dat zou mogelijk betekenen dat de tunnel opening zelf ook kleiner moet worden. Het is in dit verband wel frappant dat de oorspronkelijke goede verhouding een tunnel zo groot als de riser en de inlaat een kwart van de riser was. Mogelijk is het ook om te draaien, de tunnel 4 keer zo groot als de inlaat, dan moet de tunnel ook afnemen in grootte om de snelheid op peil te houden?
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

rinchen
Berichten: 143
Lid geworden op: 17 okt 2011, 11:34
Locatie: Dordrecht

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door rinchen » 18 jul 2012, 15:33

Beste Peter,

Bedankt voor je goede testen en verslag.
Tot hoever heb je de inlaat kunnen verkleinen zodat er nog een redelijk schone verbranding is? Op zich wel verrassend dat het ding het juist beter gaat doen bij een grotere hoeveelheid pyrolyse gassen. De meeste kachels gaan dan juist over z'n nek.
Een volgende factor wat me interessant lijkt te bekijken is de dikte van het hout. Mocht je de vuurkamer willen vergroten dan kun je ook de dikte van het hout vergroten lijkt me om toch op een vergelijkbaar vermogen uit te komen.

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2196
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove, maar dan anders

Bericht door peterberg » 18 jul 2012, 16:41

@rinchen,
De inlaat kon gewoon niet kleiner dan 22 cm2, plus de p-channel van 8,8 cm2. Dat is al bijna zo groot als een kwart van de tunnel opening. Nog kleiner heb ik natuurlijk geprobeerd, dat was 15 cm2 plus p-channel, ik heb daar een lange stook met twee keer bijvullen van gemaakt. Een stook die lang genoeg was om de driehoekige chamotte stenen van de bodem roodgloeiend te krijgen. Eigenlijk zat ik te wachten totdat de temperatuur zo ver zou stijgen dat het toch nog goed zou komen maar dat gebeurde niet. Het gebrul was ook nogal tam, dat werd de hele stook niet luider. Bij deze stook is de totale inlaat 17,5 % van de tunnel opening.
18072012a.gif

Zoals te zien is, zijn er ook grote pieken op momenten dat er zeker geen tekort aan zuurstof was. En er is ook een moment waar de CO hardstikke laag kwam (van 81 tot 84 minuten) en toch geen probleem met de zuurstof voorziening.

En ja, gedurende deze run heb ik een refill gedaan met dikker hout. Ongeveer driekwart van de hoeveelheid was 5x5 cm. Overigens is tijdens deze run van ruim anderhalf uur 8 kilo zacht hout gebruikt. En er komt een ongelofelijk vermogen van het ding af.
Het vergroten van de vuurkamer komt nog, experimenteren roept altijd meer vragen op dan er beantwoord worden.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Plaats reactie