Rocket science

[Joeniq]

De laatste tijd aardig wat aan het proberen en zo ook nog wat interessants ontdekt.
De klei die gebruikt wordt voor keramisch aardewerk is zo fijn van structuur dat deze zich goed laat mengen met water tot een melkachtige vloeistof. Hier heb ik katoenen watten in gedompeld en laten drogen. Na verhitting verbranden de watten en ontstaat een bijzonder poreus en vuurbestendig materiaal. I.p.v. watten kun je ook keuken papier of iets vergelijkbaars gebruiken. Er ontstaat dan een soort papier-maché.

Watten en klei 40 x vergroot.jpg

Verder is het licht van gewicht en heeft het goede isolerende eigenschappen.

Het materiaal van het filmpje had wel in een iets dikkere concentratie gedompeld kunnen worden voor iets meer stevigheid. Hoe dikker de vloeistof hoe steviger het eindproduct, maar hoe minder de isolatiewaarde. Het duurt alleen wel lang voordat het droog is.
Voor dit product zijn alleen natuurlijke grondstoffen gebruikt namelijk klei en katoen.
Het eindproduct laat zich gemakkelijk tot poeder wrijven om bijv. tussen de planten te strooien en is daarom denk ik ook interessant als ecologisch materiaal.

Door aan de melkachtige vloeistof een beetje afwasmiddel toe te voegen wordt het een mooi impregneer middel om het keramisch papier mee te binden. Doordat het papier ook werkt als filter blijft er aan de oppervlakte meer klei achter als naar het midden toe. Hierdoor ontstaat wederom een stevige dubbelwandig geïsoleerd materiaal. Om er een buis van te maken smeer ik de oppervlakte nog even dun in met een klei papje. Hoe dunner hoe beter bestand tegen scheuren. Je moet het blijven zien als bindmiddel.

Keramisch papier met klei.jpg

Na het stoken is de klei gebakken en is het geheel nog steviger geworden en toch ook nog enigszins flexibel. Het materiaal laat zich voor het stoken makkelijk zagen of snijden. Een ander voordeel is dat het geen waterglas bevat en mede daarom zeer geschikt is om toe te passen in de hetere gebieden.
Op de foto is ook een gleuf te zien in de burntunnel. Dit is een experimentele as afvang gleuf. Ik heb hem uiteindelijk wel iets groter gemaakt, omdat grotere as delen er te gemakkelijk overheen waaide. Onder de gleuf heb ik een ruimte gemaakt in het isolatiemateriaal. Ik vind dat het erg goed werkt en merk geen nadelige invloed tijdens het stoken. Je stookt toch redelijk wat hout op tijdens het testen en om het as een beetje binnen de perken te houden hoef ik nu alleen nog maar de gleuf af en toe leeg te scheppen.

As gleuf.jpg

Vandaag heb ik ook de bluf-buddy roosters uitgeprobeerd en vergeleken met de swirler. Ik moet zeggen dat ze verrassend goed werken en eigenlijk niet echt onder doen aan de swirler. Na veel vergelijken heb ik het idee dat de vlammen met de swirler net iets korter zijn, maar dit kan ook het gevolg zijn van kleine veranderingen in de stookkamer. Om een goede vergelijking te kunnen maken wissel ik de roosters en swirler tijdens het stoken om. De stookkamer is een los onderdeel en kan gemakkelijk even aan de kant gezet worden.
Om te testen heb ik twee verschillende roosters gemaakt.

Bluff-buddy roosters.jpg

Opvallend is dat het rooster met de drie spijlen een stuk beter functioneert wanneer de spijlen horizontaal geplaatst zijn i.p.v. verticaal.
Tussen het horizontaal geplaatste rooster en het stervormige rooster waren geen verschillen waar te nemen. Je kunt dus prima af met een simpele constructie van een paar horizontaal geplaatste strips en levert naar mijn mening een flinke verbetering op t.o.v. het stoken zonder.
Als verhouding heb ik weer 1/3 2/3 aangehouden.
Ook heb ik van de gelegenheid gebruik gemaakt en theewater opgezet en een eitje gebakken. Zo vind de rest van het gezin het ook een stuk leuker en kan ik mooi even kijken of er ook aanslag onder de pannen ontstaat. Op een enkel wit as vlokje na niks te ontdekken. De verbranding verloopt dan ook rook en geur loos. Alleen tijdens het aansteken kun je even ruiken dat er hout gestookt wordt. Al met al een verrassende uitkomst en een lekker eitje.

Jeroen

[account verwijderd]

De laatste tijd aardig wat aan het proberen en zo ook nog wat interessants ontdekt.
De klei die gebruikt wordt voor keramisch aardewerk is zo fijn van structuur dat deze zich goed laat mengen met water tot een melkachtige vloeistof. Hier heb ik katoenen watten in gedompeld en laten drogen. Na verhitting verbranden de watten en ontstaat een bijzonder poreus en vuurbestendig materiaal. I.p.v. watten kun je ook keuken papier of iets vergelijkbaars gebruiken. Er ontstaat dan een soort papier-maché.

Om er een buis van te maken smeer ik de oppervlakte nog even dun in met een klei papje.

Daar kun je titanium poeder door verwerken.

http://www.pyro-stuff.com/titanium-0-250mu.html
Ik denk dat je dit van te voren moet uitzeven naar 45 micron.
Heb het idee dat anders een streamer effect zou kunnen optreden.

Opvallend is dat het rooster met de drie spijlen een stuk beter functioneert wanneer de spijlen horizontaal geplaatst zijn i.p.v. verticaal.

Dat is het effect van drukverschil dat zich vertaalt in plaatselijke lucht toevoer snelheid, in jouw geval aan de inlaatzijde.
DIt wil niet zeggen dat de verbranding al op zijn best is.
Eigenlijk zou je de co moeten gaan meten op termijn.

[peterberg]

Opvallend is dat het rooster met de drie spijlen een stuk beter functioneert wanneer de spijlen horizontaal geplaatst zijn i.p.v. verticaal. Tussen het horizontaal geplaatste rooster en het stervormige rooster waren geen verschillen waar te nemen. Je kunt dus prima af met een simpele constructie van een paar horizontaal geplaatste strips en levert naar mijn mening een flinke verbetering op t.o.v. het stoken zonder.

Jeroen,

Er is een goeie kans dat het met een enkele horizontale spijl een stukje vanaf de bovenkant van de tunnel net zo goed werkt. Uit mijn eigen experimenten is onder andere naar voren gekomen dat het meeste brandbare gas wat zou kunnen passeren zonder te verbranden, langs het plafond van de burn tunnel stroomt. CP heeft een keer een link naar een filmpje gepost dat het goed liet zien. Effe zoeke... ja, hiero!

[youtube]KcICp7_95n8&feature=player_embedded[/youtube]

Daardoor was het al mogelijk om met zo'n klein randje trip wire van 6 mm tegen het plafond al voldoende turbulentie op te wekken in het juiste gebied.

Enne... de juiste spelling is niet "bluff-buddy" maar "bluff body". Dat eerste is iets heel anders.
En ik ben het eens met Michel, het wordt zo langzaam aan tijd om te zien of meetapparatuur het met je eens is. Kunnen we een afspraak maken en waar woon je?

Edit: Niet goed gekeken, je woont in Steenwijk. Daar is een station, dus kan ik met de trein komen.

Nog eens Edit: Afgelopen week heb ik iets gevonden over bluff bodies en hoe dat werkt.

[rinchen]

Er is een goeie kans dat het met een enkele horizontale spijl een stukje vanaf de bovenkant van de tunnel net zo goed werkt. Uit mijn eigen experimenten is onder andere naar voren gekomen dat het meeste brandbare gas wat zou kunnen passeren zonder te verbranden, langs het plafond van de burn tunnel stroomt.

Ik sluit me hierbij aan. Daar komt nog bij dat de koude lucht van boven op de vlammen drukt. Je kunt dan nog verschillende grootte's qua oppervlakte proberen van 25% tot 45%. Het zou interessant zijn bij jouw rocket om dan deze enkele 'spijl' ook eens een stukje te roteren, misschien dat hierdoor een vortex ontstaat. Dit gaat bij jou makkelijk omdat het een rond inzet stuk is.

[peterberg]

Het effect is in werkelijkheid nog sterker, er ontstaat altijd een vortex achter de spijl. Er bestaat een fenomeen dat bekend is onder de naam "von Karman vortex street", veroorzaakt door de "bluff body" in de stroom. Zie ook deze verklaring van dit verschijnsel.
Voor het veroorzaken van de vortex maakt het niet uit of die spijl horizontaal of verticaal staat. Bij een rocket stove gaat het er uiteraard om dat de vortex street op de juiste plek ontstaat.

Edit: Ik weet het bovenstaande ook pas sinds gisteren, toen ik de tijd nam om er naar te zoeken.
Hmmm... Het opent meer mogelijkheden om een rocket echt goed te laten functioneren.

[rinchen]

Klopt, maar mijn insteek was om een axiaal draaiende beweging te induceren, net zoals de swirlers doen.

[Tim]

Het opent meer mogelijkheden om een rocket echt goed te laten functioneren.

Moet ik nu nog even langer wachten met de bouw van de RB8?

Tim

[peterberg]

Moet ik nu nog even langer wachten met de bouw van de RB8?

Hihihihi... Ik ben even kwijt welke dat ook alweer is, maar je kunt beter gaan bouwen dan afwachten of er nog een andere komt die jou misschien beter bevalt. Van mij moet je het niet af laten hangen, ik werk aan dit soort dingen hooguit drie dagen in de maand gedurende een half jaar. De rest van het jaar is mij te koud om een kille werkplaats in te gaan, het moet leuk blijven.

[account verwijderd]

@Peter,

Het effect is in werkelijkheid nog sterker, er ontstaat altijd een vortex achter de spijl. Er bestaat een fenomeen dat bekend is onder de naam "von Karman vortex street"

Of er een vortex onstaat hangt af van hoe de spijl is geplaatst t.o.v. de gas-stroom en hoe de vorm van de spijl is.

[rinchen]

Dit is waar ik al een tijdje aan zit te denken

bluff-body.png

Hierin zie je ook de plaat met de 2e luchtstroom zoals door Peter is ontwikkeld. Nu steekt deze echter door net onder de verlaging i.p.v. het plafond van de burn tunnel.
Dit geeft naast het introduceren van wervelingen in de burntunnel ook een gebied ter breedte van de bluff-body waarin de temperatuur hoog op kan lopen en dus helpt om de grote moleculen verder te kraken.

[peterberg]

Dit geeft naast het introduceren van wervelingen in de burntunnel ook een gebied ter breedte van de bluff-body waarin de temperatuur hoog op kan lopen en dus helpt om de grote moleculen verder te kraken.

Dat werkt inderdaad goed, maar het is niet nodig de rand in verhouding zo hoog te maken. Volgens metingen van september/oktober 2011 kan het met een randje van hooguit 6 mm gedaan worden in een kleine rocket. Mijn randje was alleen wat verder naar achter geplaatst, maar voor de werking maakt dat geen verschil. Je hebt er dan wel die plaat bij nodig, als die opening wordt dichtgestopt dan gedraagt het geheel zich alsof er geen rand of zo in zat. Wat ik heb gemaakt noemde ik een trip wire naar een bestaand aerodynamisch fenomeen, en het kwam uitgebreid aan bod in dit onderwerp.

En als extra, een rand die de stroming kruist onder een andere hoek dan 90 graden levert de beste resultaten.

[peterberg]

Of er een vortex onstaat hangt af van hoe de spijl is geplaatst t.o.v. de gas-stroom en hoe de vorm van de spijl is.

Natuurlijk, maar we hebben het toch over een bluff body? Dat zou vertaald kunnen worden als een stomp voorwerp, dus het tegengestelde van gestroomlijnd.

[account verwijderd]

Peter,

Natuurlijk, maar we hebben het toch over een bluff body? Dat zou vertaald kunnen worden als een stomp voorwerp, dus het tegengestelde van gestroomlijnd.

Over dit is nog weinig bekend, net als de thermodynamica een moeilijke materie is.
Dat het een stomp voorwerp is, dat mag duidelijk zijn, maar wat en hoe, en de omgeving, dat is gissen.
We zitten in de goede richting, maar waar kun je bewijs tevoorschijn toveren, op wetenschappelijk gebied?

Wat een bluff body voorstelt is in principe de Wet van Bernoulli.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_Bernoulli

Wat mij opvalt is de massareductie en de speedexchange van een gas tijdens een exotherme reactie.
De wet van Bernoulli gaat ook over de massa tijdens verbranding. Je zou dus elke milliseconde een Bernoulli berekening moeten doen om
een beeld te krijgen van het exacte proces verloop qua massa en snelheid zou je dit willen visualiseren in een excel sheet met bijbehorende grafiek.
Of een thermische camera moeten hebben tijdens verbranding die ook het massaverloop en de snelheid van een gas kan indexeren.

Op deze reverse engeneering manier zou je een perfecte bluff body kunnen ontwikkelen. Denk ik.....

http://www.google.nl/url?sa=t&rct=j&q=& ... eD9YN8vBaQ

[peterberg]

Je zou dus elke milliseconde een Bernoulli berekening moeten doen om een beeld te krijgen van het exacte proces verloop qua massa en snelheid zou je dit willen visualiseren in een excel sheet met bijbehorende grafiek. Of een thermische camera moeten hebben tijdens verbranding die ook het massaverloop en de snelheid van een gas kan indexeren.

Dat gaat dus niet gebeuren, echt wetenschappelijk onderzoek ligt buiten mijn mogelijkheden dus ga ik af op wat anderen al uitgevonden of bedacht hebben.
De link die je geeft bevat nuttige informatie, waarvoor dank, maar de formules zijn niet aan mij besteed.

[Johndc]

Ach (voor mij al te ver boven mijn petje, al die cijfertjes ) Wat ik wel heb ondervonden is dat als ik in mijn buis wat werveling laat ontstaan én er dan ook nog eens de juiste temperatuur gehandhaafd word er zo goed als geen rook uit de schouw te zien is. En dan is het voor mij goed zo.