Ecologieforum

Ondertussen heb ik een paar overeenkomsten ontdekt die interesant lijken te zijn.

Turbulentie onstaat door een struikeldraad in de rocket te plaatsen (plafondzijdig). Ook zijn er meer wegen die turbulentie kunnen veroorzaken, e.e.a. is
hier al besproken.
Een Rocket met J of U - vorm hoeft van nature geen turbulentie te veroorzaken in de gas stroom, mits de pijp een minimale uitloop heeft van 2-3 graden over het beginstuk tot aan de expander. De expander is in een rocket denkbeeldig het gedeelte na de verbranding.

Wil je de rookgas-stroom versnellen door warmte om te zetten in een gedeeltelijke kinetische energie, dan dient er een plaatselijke vergroting en daaropvolgend een verkleining vrij direct na de verbranding te zijn.
Wat je in de praktijk ziet als vergelijkingsmateriaal op een ander niveau is een stoomstraalbuis die door deze truuk al ruim 100 jaar wordt toegepast, een 2 takt expansie uitlaat die ook van deze techniek gebruik maakt.

Daarbij komt nog bij dat een pulserende rocket met een goede resonantie een turbo compressor effect doet geven, mits goed
uitgevoerd. Het gaat hier om millimeterwerk in de lengterichting. Een schuifbaar middenstuk is veelgebruikt om een uitlaat te tunen totdat de juiste resonantie
en bandbreedte is gevonden.

Ach ja, soms is het brainstormen.

Dat zijn zeker interessante overeenkomsten.
Maar wordt het niet een beetje te kritisch voor een brandstof met zoveel variabele factoren zoals hout?
Ik heb geconstateerd dat er een behoorlijk temperatuur verschil heerst in de burntunnel van een rocket zonder bluff body of iets vergelijkbaars. Bovenin kan het oplopen richting de 1000 C of hoger terwijl het onderin nog niet de helft is ( en misschien nog minder, maar dit kan ik niet waarnemen). Zo makkelijk als de hete lucht naar het plafond vliegt, zo makkelijk plonst de koude lucht naar beneden. En blijft daar tot dat tot dat deze mee getrokken wordt de riser in, wat een remmend effect heeft op de trek. Ook is het zo dat deze hete laag in verhouding erg dun is en ook ik denk dat deze laag hoofdzakelijk rijk is aan brandstof en weinig zuurstof bevat. Het toevoegen van zuurstofrijke lucht op die plaats zal daarom ook wel zo'n goede verbetering geven. Omdat de laag zo dun is zal je met het maken van turbulentie op die plek ook wel snel contact maken met de zuurstof rijkere lucht uit de laag daaronder. Wat ook weer een verbetering kan zijn.
Ik verwacht alleen niet dat het plaatsen van een kleine bluff body boven in de tunnel voldoende turbulentie geeft om optimaal gebruik te maken van de ruimte in de burntunnel.
Het grappige is dat deze scheiding van warm en koud bij het gebruik van een swirler of bluff body rooster helemaal niet meer aanwezig is. De temperatuur is egaal verdeeld en hoger. Eerst dacht ik dat het kwam door de draaiende beweging van de swirler, maar nu denk ik wat anders.
De positieve invloed van het rooster is ook niet alleen te danken aan het bluff body effect, maar ook aan de vernauwing. Bij de juiste vernauwing neemt de lucht snelheid dusdanig toe dat de vlammen e.d. horizontaal de tunnel in worden geschoten. Als je gebruik maakt van een horizontaal geplaatst rooster met meerdere spijlen, creëer je lagen van afwisselend turbulentie en lucht met hoge snelheid in het horizontale vlak. Hierdoor wordt het veel moeilijker voor de koude lucht om er doorheen te zakken en voor de warme lucht om te stijgen. Sterker nog dit werkt nu in je voordeel mee en zorgt voor extra menging zonder dat het extra energie kost. Als je de openingen tactisch plaatst, zoals ter hoogte van het gloeibed. Kun je al onderin beginnen met een hete horizontale laag. Nu is het mij ook duidelijk waarom het verticale rooster minder gunstig is.
Dit is hoe ik er nu over denk. Dat kan natuurlijk weer veranderen, want over krap twee weken komt Peter meten en dan zullen we zien of het een beetje klopt.
Ik kijk in ieder geval uit naar deze dag.

@Unique,

Maar wordt het niet een beetje te kritisch voor een brandstof met zoveel variabele factoren zoals hout?
Ik heb geconstateerd dat er een behoorlijk temperatuur verschil heerst in de burntunnel van een rocket zonder bluff body of iets vergelijkbaars. Bovenin kan het oplopen richting de 1000 C of hoger terwijl het onderin nog niet de helft is ( en misschien nog minder, maar dit kan ik niet waarnemen). Zo makkelijk als de hete lucht naar het plafond vliegt, zo makkelijk plonst de koude lucht naar beneden. En blijft daar tot dat tot dat deze mee getrokken wordt de riser in, wat een remmend effect heeft op de trek.

Hier bedoel ik de bandbreedte mee (powerband). Je kunt met een afwisselende of sterk varierende temperaturen beter een grotere bandbreedte aanhouden.
Vaak houdt dit in, lange en dunne vormgeving, en klein qua inhoud.

Ook is het zo dat deze hete laag in verhouding erg dun is en ook ik denk dat deze laag hoofdzakelijk rijk is aan brandstof en weinig zuurstof bevat.

Dat klopt alleen als er sprake is van laminaire stroming. Een turbulentie begint al als de buis van a tot z een gelijke diameter heeft. Het geeft
geen garantie dat de hete laag erg dun is.
In een rocket is het heetste punt het gebied waar inderdaad de meeste zuurstof scheikundig wordt omgezet in de exotherme reactie.

Ik verwacht alleen niet dat het plaatsen van een kleine bluff body boven in de tunnel voldoende turbulentie geeft om optimaal gebruik te maken van de ruimte in de burntunnel.

Dat heeft alles temaken met de bandbreedte van de brandstof. Hoe constant is het proces.

Het grappige is dat deze scheiding van warm en koud bij het gebruik van een swirler of bluff body rooster helemaal niet meer aanwezig is. De temperatuur is egaal verdeeld en hoger. Eerst dacht ik dat het kwam door de draaiende beweging van de swirler, maar nu denk ik wat anders.

Hoeveel hoger is de temperatuur?

Als je gebruik maakt van een horizontaal geplaatst rooster met meerdere spijlen, creëer je lagen van afwisselend turbulentie en lucht met hoge snelheid in het horizontale vlak. Hierdoor wordt het veel moeilijker voor de koude lucht om er doorheen te zakken en voor de warme lucht om te stijgen. Sterker nog dit werkt nu in je voordeel mee en zorgt voor extra menging zonder dat het extra energie kost.

Wat je altijd in je achterhoofd moet houden is dat energie behouden blijft, in welke vorm dan ook.
Dat een kettingreactie meer vruchten afwerpt in korte tijd dan een boom die groeit onder de zon, da's iets anders.

Dit is hoe ik er nu over denk. Dat kan natuurlijk weer veranderen, want over krap twee weken komt Peter meten en dan zullen we zien of het een beetje klopt.

Veel succes met meten, zorg dat je heel veel testmateriaal hebt...... en makkelijk kunt overschakelen naar andere configuraties.

michel schreef:Hoeveel hoger is de temperatuur?

Tijdens het stoken met rooster is het ijzerdraad vel oranje over de totale diameter van de burntunnel. Tijdens het stoken zonder is dat hoofdzakelijk alleen bovenaan het geval en gloeit dan ook iets minder vel. Dit is een gemiddelde indruk. Afgaande op het gloei-kleuren schema zal dat ongeveer 50 tot 100 graden zijn.

@Joeniq,

Heb je nog plannen om richting de puls rocket techniek te gaan?
Ik denk dat de de negatieve drukgolven die optreden in dit proces de volledige verbranding doen verbeteren.
Het is net als met waterstof maken, door het water te laten trillen bevorder je het proces.
Met temperaturen die ver boven de 900 graden uitstijgen krijg je een geluids snelheid van 900 m/s.
Je massatraagheid neemt ook nog is af en door het pulseren ontstaat als het ware een pulserende onderdruk, die kan oplopen tot 0.5 bar bij expansie uitlaten.

Een puls rocket bouwen is een vrij eenvoudige techniek, maar er zijn wat ik erover heb gelezen wel een paar randvoorwaarden wat betreft
hoeken en maatvoering.

@ Michel
Ik vind het erg interessant en zit me er net een beetje in te verdiepen.
Ik heb alleen het idee dat het materiaal dat ik gebruik niet echt bestand tegen sterke resonanties.
Maar even voor de duidelijkheid. Zit ik er ver vanaf als het er ongeveer zo uit komt te zien? De stookkamer is in verhouding 10 x 20 cm.
Misschien heb je wat tips wat betreft de verhoudingen?
Of ik er op korte termijn aan toe kom weet ik niet. Ik heb nl ook nog het èèn en ander aan huis tuin en keuken dingen op de planken liggen.

@Joeniq,

In grote lijnen lijkt het op een pulse rocket.
Ik zal zo een foto posten van mijn zelfbouw pulse rocket van vorig jaar.

Deze heeft als enig doel gehad het testen en vergroten van de verbrandingskamer van een rocket.
Ook kan de voorraadkamer met hout geheel afgesloten worden, het zou als trechter dienst kunnen doen bij betere vormgeving.
Qua maatvoering etc. lijkt het in de verste verte niet op een pulse rocket.

Gisteren ben ik naar Steenwijk getogen en heb daar samen met Joeniq zijn creatie getest. En dat viel helemaal niet tegen. Voor deze gelegenheid zijn er twee 60 liter drums boven op de rocket gezet, met de uitgang laag aan de zijkant van de onderste drum. Daar een elleboog in en een meter pijp er op. Op deze manier was het mogelijk de Testo in de pijp te prikken en de meter niet bloot te stellen aan al te hoge temperaturen.
Dat zag er als volgt uit: Zoals te zien een zeer tijdelijke opstelling, maar dat was ook de bedoeling. Er zijn in totaal 5 testruns gedraaid die mogelijk waren doordat het keramische papier zeer snel afkoelde. Dus kon alles vrij kort na de stook uit elkaar gehaald worden en aangepast. Het kacheltje was vanwege de weersomstandigheden opgesteld in de kas van een vriend, er was geen pijp naar buiten en toch stond de kas niet vol rook. In feite was de testrun tijdens deze foto al een half uur bezig en stond het ding vol te branden. De stoel naast de afvoerpijp stond daar om zo nu en dan aan de pijp te kunnen snuffelen.
De eerste run was met de swirler in de ronde burn tunnel. Die leverde aanvankelijk een aardig maar niet uitstekend beeld. Dat veranderde na 26 minuten in de laagste CO getallen die met dit soort dingen haalbaar zijn. Helaas hield-ie dat maar 16 minuten vol, en toen was er niets meer dat het ding er toe kon bewegen om weer langs de nul-lijn te komen. Helemaal niet slecht alles bij elkaar, gemiddelden van deze run: O2 16,2%, eff. 72,5%, CO 678 ppm, eind temp 177 C., lengte 72 minuten. Wijs geworden door de test bij Rinchen heb ik uit voorzorg na elke run de filter van de Testo verwisseld voor een nieuwe, zodat het duidelijk werd hoeveel roet er opgevangen was. Deze filter kwam er lichtgrijs uit, een goede score.

De tweede test is gedaan met een dubbele horizontale tralie van 10 mm breed, 20 mm van de bovenkant van de ronde tunnel. Met dubbel bedoel ik hier dat de strips ongeveer even ver achter elkaar bevestigd waren als hun eigen breedte. In de stroom gezien zaten ze dus achter elkaar, niet boven elkaar. Ik heb gelezen dat deze opstelling minder weerstand geeft dan een enkele strip in de stroom. (Zie het voorbeeld van de fieters die dicht achter elkaar rijden: niet alleen de achterste heeft er voordeel van, de voorste ook.) Dat leverde een vrijwel gelijk CO beeld als de vorige, een 30 minuten lang gehobbel in de aanloopfase en een geweldig vlak dal met een lengte van 20 minuten. Daarna was de grap er weer af en was ook deze niet meer te bewegen het verlangde gedrag te vertonen. We zijn hier wat langer mee bezig geweest in de hoop dat het zou veranderen, om die reden is deze run 105 minuten lang. De gemiddelden komen neer op: O2 14,9%, eff. 73,8%, CO 433 ppm, temp 217 C., met een filter die een marginaal lichtere kleur vertoonde ondanks het half uur langer durende gebruik. Het verschil in cijfers kan nog wel te wijten zijn aan de variatie tussen testen onderling met gelijke configuratie. Het belangrijkste is, dat deze uitvoering veel eenvoudiger was en minder weerstand in de stroming gaf.

Rond deze tijd kwamen we tot de ontdekking dat we een vraag over hadden geslagen: hoe doet-ie het met een lege burn tunnel? Dat is meteen opgelost door de volgende run zonder toeters en bellen uit te voeren om te zien wat de verschillen zouden zijn.

Dat bleek in het begin toch nog onverwacht goed te zijn, het ding begon zelfs al na 10 minuten aan een laag dal. Dat hield echter na 2 minuten weer op en daarna was de trend alleen maar omhoog met de CO lijn. Nu is ook de overeenkomst te zien tussen deze drie grafieken: dat lage dal in de CO lijn valt iedere keer samen met een hogere afgas temperatuur. Logisch natuurlijk, de CO is ook brandstof, het laten reageren met zuurstof daarvan levert gewoon een hoger verbrandings rendement. Deze run was wat korter, de te trekken conclusie leek wel duidelijk. Gemiddelden van deze run: O2 16,3 %, eff. 72%, CO 1035 ppm, temp 180 C. En een filter die een gelijke kleur had als de de vorige ondanks het feit dat die bijna twee keer zo lang had geduurd.

Run nummer 4 is uitgevoerd met een enkel stripje van 6 mm breed, gebogen langs de bovenkant van de tunnel, over een kwart van de omtrek. Als zodanig kon het doorgaan voor een trip wire. Het hout kon direct geplaatst worden op een paar gloeiende stukjes houtkool, en het grootste deel van de aanvang werd als gevolg daarvan overgeslagen. De CO begon meteen met een mars langs de onderkant van de grafiek, en wilde daar blijven zolang als we de feed tube maar flink vol stopten. Er komen zoals te zien is een paar kleine dunne pieken in voor. Die werden veroorzaakt doordat we even niet op het ding letten omdat we met bezoekers stonden te praten. Het ding had bij gebrek aan nieuwe brandstof de neiging om met de eindfase te beginnen waarin veel koolmonoxide wordt geproduceerd. Dat kon eenvoudig opgelost worden door er meer hout in te stoppen en de lijn daalde weer naar beneden. De cijfers waren echt heel mooi, het filter kwam er vrijwel wit uit, wat wil je nog meer!
Oh ja, gemiddeld sloeg het ding een uitstekend figuur: O2 12,4%, eff. 79,7%, CO 137 ppm, temp 245 C.
Hierna trokken we de conclusie dat het overgrote deel van de brandbare gassen zich inderdaad tegen het plafond van de tunnel bevindt, en dat daar dan ook het meeste te halen valt qua turbulentie.

Joeniq had nog een andere optie gemaakt, dat was een tunnel doorgang die voor ongeveer de helft uit drie tralies bestond. Met nog een aangepaste feed tube ervoor, die gaatjes in de bodem had bij wijze van rooster. De ruimte daaronder stond weer in verbinding met een gat in de bodem van de tunnel achter de tralies. Het doel was op deze manier een onderdruk op de bodem van de feed te veroorzaken waardoor er meer lucht op de bodem van de tunnel zou komen. Door de gaatjes zou ook de as in een bak kunnen vallen zodat de as er uit halen eenvoudiger zou worden. Dit bleek een opstelling te zijn met merkwaardig gedrag: na een zeer korte aanloop werden de laagste CO cijfers van de dag bereikt, heel wat keer kwam het cijfer 0 langs. Maar het ding had steeds te neiging om het vuur op te laten kruipen, de feed tube uit. En bij 11 minuten ging het goed mis en steeg de CO kortstondig naar 8600 ppm. Met gefriemel en houtjes rangschikken kwam het weer goed, maar er werd ter plekke besloten om de middelste tralie te breken en weg te duwen. Daarna ging het beter met maar weinig kleine hobbels en nogmaals zeer lage koolmonoxide cijfers. Het opkruipen bleef een probleem, mogelijk dat door de restrictie van de tralies de luchtsnelheid te laag werd om het vuur beneden te houden. De cijfers zijn wel heel goed, O2 12,2%, eff. 79,7%, CO 317 ppm, temp 227 C. Door die ene hoge CO piek was het filter een stuk donkerder, donker grijs, en niet helemaal egaal omdat er veel water in het filter was gekomen.

Dit was een zeer gedenkwaardige en leerzame dag!

Edit: De filters die voor deze dag zijn gebruikt. Van links naar rechts run 1 t/m 5.

Een gedenkwaardige dag was het zeker.
Ik heb er ook veel van geleerd en erg van genoten. En buiten dat vond ik het erg gezellig.
Voor de duidelijkheid volgen hier nog een aantal foto's van de objecten die we in de tunnel hadden geplaatst. Over het effect van het rooster zijn wat twijfels. Vandaag ben ik nog even wezen kijken naar de situatie van de laatste stook. Het viel meteen op dat alle gaatjes in het rooster verstopt waren met as en dat er nagenoeg geen as door het rooster was gevallen.
Ik weet niet of het moment van dichtslibben overeenkomt met de piek in de CO. Het zou een verklaring kunnen zijn voor een afnemende luchtsnelheid en de daarbij behorende gevolgen.
Ik eens gaan kijken of grotere gaten in het rooster een verandering in het gedrag geven.

Jongens, mooi werk verricht.

Langzaam lossen de raadsels zich op.

Zoals ik het relativeer moet je het vuur tijdens de verbranding in éénzelfde massastroom laten uitbranden voor de beste resultaten.
Een struikeldraad moet in de uitstromende vuurzee geplaatst zijn om zo de gasmenging tijdens de exotherme reactie te optimaliseren
De perfecte plaatsing van een struikeldraad is op de plaats net voor de heetste punt.

Heb de grafiek nog is bekeken specifiek naar de rest waarde O2,

Mijn idee is dat het apparaat tijdens de test letterlijk teveel aan O2 heeft verplaatst.

michel schreef:Heb de grafiek nog is bekeken specifiek naar de rest waarde O2, Mijn idee is dat het apparaat tijdens de test letterlijk teveel aan O2 heeft verplaatst.

Watte???
Ik heb de grafieken meteen nog eens door gekeken, maar er komt volgens mij nergens een waarde van meer dan 21% voor. De getallen aan het begin en eind van de grafieken kunnen lager zijn, afhankelijk van het moment dat ik de meter precies heb aan- en uitgezet. Het ding reageerde nogal snel, en soms zat er nog een restje van de vorige run in de slang die met de volgende run mee geklokt werd. De luchtovermaat is bij de meeste grafieken nogal groot, dat is vrij normaal voor een rocket stove. Voor zover ik kan zien, geen rare toestanden.

Dus ik ben benieuwd wat je precies bedoelt.

@Peter,

De luchtovermaat is bij de meeste grafieken nogal groot, dat is vrij normaal voor een rocket stove. Voor zover ik kan zien, geen rare toestanden.

Dat bedoel ik. De cijfers van luchtovermaat zie ik in eerste instantie graag naar 8-10% gaan indien mogelijk.
Als dat zou lukken wordt de verbranding nog beter en heter. Finetuning van het exothermisch proces.

Watte???

Het wordt toch tijd dat we een houtgasgenerator vlam in een buis met regelbare luchtaanvoer aan de Tiesto koppelen om in de praktijk te kijken hoe schoon de verbranding en de luchtovermaat in ideale regelbare omstandigheden kunnen zijn. We kunnen deze uitkomsten als nieuwe standaard schaal opnemen in onze wiki.
"De Berg" exotherm fundamentials.

michel schreef:

De luchtovermaat is bij de meeste grafieken nogal groot, dat is vrij normaal voor een rocket stove. Voor zover ik kan zien, geen rare toestanden.

Dat bedoel ik. De cijfers van luchtovermaat zie ik in eerste instantie graag naar 8-10% gaan indien mogelijk.

Voor zover ik kan zien, beweegt de O2 lijn zich soms onder, soms boven het 10% niveau. Dat betekent een luchtovermaat van ongeveer lambda 2. Zolang die overmaat zich beweegt tussen lambda 2 en 3, dan is er alle reden om tevreden te zijn. Het gevaarlijke punt waarbij geen enkele van mijn experimenten het betrouwbaar blijft doen is 5% zuurstof, wat gelijk staat aan ongeveer lambda 1,5. Voor alle zekerheid: de zuurstof schaal is groen, de lijn die erbij hoort ook en die komt bij de beste grafieken wel eens in de buurt van 7 of 8%. Heb je de juiste lijn wel in de peiling gehouden?

Voor een systeem waar er geen andere restrictie van de inlaat is dan het hout dat in de feed tube staat is dit al zeer opmerkelijk. Overigens: bij de meeste gewone houtkachels is een overmaat van lambda 2 al extreem laag.

Maar rustig aan: er wordt gewerkt aan een rocket stove met een deurtje, een batch-gewijze belading en een eenvoudige constructie. Er zitten aspecten van mijn rocket/bell in en ook van jouw tunnel oven. Of het wat wordt weet ik pas als er testen zijn gedaan en dan komen die ook op dit forum terecht.

michel schreef:Het wordt toch tijd dat we een houtgasgenerator vlam in een buis met regelbare luchtaanvoer aan de Tiesto koppelen om in de praktijk te kijken hoe schoon de verbranding en de luchtovermaat in ideale regelbare omstandigheden kunnen zijn. We kunnen deze uitkomsten als nieuwe standaard schaal opnemen in onze wiki.
"De Berg" exotherm fundamentials.

Als DJ er wat in ziet, kan ik de volgende keer dat we daar zijn mijn meetgerei meenemen en er een gooi naar doen.

@Peter,

Maar rustig aan:

Ok. Momenteel komt er toch weinig uit mijn handen, dus het komt mij wel goed uit.

Er wordt gewerkt aan een rocket stove met een deurtje, een batch-gewijze belading en een eenvoudige constructie. Er zitten aspecten van mijn rocket/bell in en ook van jouw tunnel oven. Of het wat wordt weet ik pas als er testen zijn gedaan en dan komen die ook op dit forum terecht.

Dit lijkt op kruisbestuiving. Wie zijn de initiatiefnemers? De eenvoudige construktie en de batch belading spreken mij op voorhand al aan.

Heb je de juiste lijn wel in de peiling gehouden?

Ja, ik heb qua grafieken de vergelijking gemaakt met de tunnel oven rest O2.
Neem de instrumenten mee svp. Dj heeft iets staan waar een vlam uit kan komen, dus da's qua meten vrij eenvoudig te doen i.c.m. een venturi luchtinlaat..