Ecologieforum

Een hele tijd geleden, in de lente van 2018 heb ik een wijder uitlopende riser geprobeerd waar Travis Armstrong over gepost had.
https://donkey32.proboards.com/thread/3 ... h-box-core

Het ding scheen best goed te presteren, het werk daaraan ging op een gegeven moment over in wat later het DSR2 concept ging heten. Maar de gedachte aan een kortere riser bleef in mijn achterhoofd hangen. Nu is het DSR3 ontwerp min of meer vastgelegd met als een van de belangrijkste eigenschappen een gemaximeerde verbrandingssnelheid. Plus geen staal in de vuurkamer zelf en een stuk kleinere hoogte dan het oudste batchrocket ontwerp. Wel is de DSR3 niet eenvoudig te bouwen voor iemand die voor het eerst aan zo'n ding begint, dat geef ik toe.

In lijn met een uitlopend riser, waarom niet eentje die als geheel zo breed en diep is als de breedte van de vuurkamer? En ook veel lager, het steunt eigenlijk op het idee dat de normale riser lager en compacter gemaakt kan worden, maar met een gelijk volume. Ik ben sinds 6 november druk met bouwen, testen en veranderen, en ik moet zeggen dat het nu ergens op begint te lijken.

De vuurkamer zelf is geheel volgens de aangeraden proporties, op één aspect na: de poort. Die is nauwer en een beetje lager, 60% van de dwarsdoorsnede van de schoorsteen, formule 2,1B bij o,4B. B is het basis getal dat wordt gebruikt om de meeste andere maten van de hele batchrocket te calculeren.
De poort van dit experiment heeft een aantal maten gehad, deze maat schijnt het beste te werken. De riser is zo breed als de vuurkamer zoals ik al noemde, met een vloertje die vierkant is. Dit werkte helaas niet zoals bedoeld, er was alleen maar een rechte vlam vanaf de poort en verder niets. Geen turbulentie met ronddraaiende vlammen enzovoorts. De Testo was er niet gelukkig mee. Dus heb ik op zeker moment een voering geïntroduceerd, aan alle vier de kanten maar niet hoger dan de poort. Alles daarboven is weer wijder. Niet veel daarboven, let wel, de totale hoogte van de riser is blijven steken op 5B in plaats van de 10B aanbevolen op de website.

De lucht inlaat is als geheel door het kozijn rond het deurtje, in feite is het dezelfde deur die ik heb gebruikt voor het DSR3 ontwikkelmodel. Het enige wat ik er aan heb gedaan is het bovenste deel er af zagen en hier en daar wat aan elkaar lassen waar het voor die tijd niet was. Geen P-channel, geen floor channel of wat dan ook, alle lucht komt door de sleuven in het kozijn. Tot kort geleden is de riser afgedekt door twee strippen van ceramiek oven platen zodat er een opening in het midden over bleef ter grootte van 110% van de schoorsteen dwarsdoorsnede. Heb ik al vermeld dat het een 130 mm systeem is? Dan bij deze. Dus het werkte, behalve dat wijder of krapper maken van de sleuf alleen maar resulteerde in meer instabiliteit omdat het vaak gevaarlijk dicht bij teveel houtgas productie kwam. Met zwarte rook als gevolg.

Dit is nu verholpen, alleen maar door de sleuf bovenop het midden van de riser te verschuiven naar de front kant. Dus nu is het geen convergerende opening meer, in tegenstelling van wat een De Laval nozzle doet. Zoals ik het zie, zijn er nu tenminste twee concurrerende stromen, eentje recht omlaag en een andere die langs de achterwand omhoog komt en naar voren moet buigen om bij de sleuf te komen. Die laatste stroom komt net wat later bij de sleuf aan en interfereert daardoor met de eerste. Het resultaat is een stook die niet als een gek erdoor gejaagd wordt, het lijkt veel op wat een DSR3 doet. Het is nog vroeg dag, de eind poort is op 100% nu. Het lijkt een beetje tam voor mijn voorkeur dus op een zeker punt ga ik die kleiner of groter proberen.

Plaatjes komen er aan, worden toegevoegd in de komende dagen. Een andere gebeurtenis: mijn trouwe Testo 330-2 is zachtjes overleden, repareren zou erg duur uitpakken met meer reparaties in de nabije toekomst. Ik heb overwogen om testen en knutselen helemaal op te geven en dit "Shorty" idee ongeprobeerd te laten. Maar ach, een gepensioneerde heeft een hobby nodig anders zit-ie maar in te kakken achter de geraniums. Maar hobbies kosten geld dus heb ik toch maar een nieuwe Testo gekocht, een T-300 deze keer. Het is weer wennen, het ding werkt een beetje anders dan wat ik gewend was, maar de nieuwe software kon nog op het oude Windows 7 laptopje draaien die ik al ettelijke jaren voor dat doel gebruikt heb.

Een paar plaatjes, om te laten zien wat er tot nog toe is gedaan.
The setup is met twee licht conische vaten, met de open bovenkant naar elkaar gekeerd. Allebei de vaten waren oudjes, tamelijk geblutst en gedeukt en ze pasten niet echt op elkaar. Met als gevolg dat elke keer als ik iets heb veranderd de connectie tussen de twee weer afgeplakt moet worden met aluminium tape om het weer dicht te krijgen.

De kern is ingebouwd in een stalen doos die vast is verbonden met het onderste vat.



Het afvoergat bevindt zich onder de kern. Hogerop is de stalen rondstaf zichtbaar waar de doos aan vast is gelast.



Er is een tweede rondstaf geplaatst aan de top voorkant die eveneens aan de box is gelast. Daarmee vermeed ik lassen aan de dunne huid van het vat. De kern is gedeeltelijk gebouwd van oude 30 mm dikke stukken chamotte plaat, een paar nieuwe 15 mm dikke ceramische ovenplaten en restjes van 10 mm ovenplaten.



Overal er omheen bevindt zich 25 mm superwool, zelfs onder de vloer van de vuurkamer. Het volgende plaatje laat de riser box zien, ook geïsoleerd maar met dunnere superwool.



Het deurkozijn is aan de stalen doos vast gebout, alle kiertjes zijn afgedicht met de superwool aan de binnenkant. Later heb ik de riser verhoogd met ongeveer 30 mm om voor de voering op het lagere niveau te compenseren, dat is alles. Zoals duidelijk te zien is, is de riser extreem kort.



En hier is de complete setup, afzichtelijk maar functioneel. De deur en deur kozijn zijn dezelfde als gebruikt voor de DSR3, alleen het bovenste deurtje is er af gezaagd. Alle lucht wordt via de enkelvoudige inlaat in de deur aangevoerd, stroomt door in het deur kozijn en komt de vuurkamer in door de sleuven in de bovenste helft van de deurposten en de sleuf in de bovendorpel.



En hier is de voering in het onderste deel van de riser box zichtbaar, gedaan in 25 mm superwool. Het is hier nog wat hoger dan de poort maar dat heb ik er later afgehaald. De Testo kon geen verschil meten dus ik ben vrij zeker dat tot aan de bovenkant van de poort genoeg is. Natuurlijk kon het ook gemaakt worden in om het even welk vuurvast materiaal, the wol was het gemakkelijkst omdat de steenzaagmachine al was terug gebracht op dat moment.

Fijn dat je nog zo actief bezig bent Peter en wat mooi dat de mattenklopper er nog is

Nee, geraniums zijn geen goede hobby... Daar kun je alleen maar achter zitten

kockie schreef: ↑09 dec 2023, 21:06 Fijn dat je nog zo actief bezig bent Peter en wat mooi dat de mattenklopper er nog is

De mattenklopper functioneert als een beeldmerk. Het ding komt op veel foto's voor, ik heb het lang geleden op straat gevonden bij een huisje dat ontruimd werd, bij ons oude huis aan de overkant. Nooit gebruikt om matten te kloppen maar ik vind hem leuk.

Als ik iets met plantjes zou hebben dan zou het een volkstuin moeten worden, geen geraniums.

De hoogte van de riser box is op 4,5B en 5,5B geweest, nu op 5B De gecentreerde eind poort is 80%, 90%, 100%, 110% en 120% van de dwarsdoorsnede van de schoorsteen geweest.



De rersultaten van deze pogingen met al die openingen maakten duidelijk dat instabiliteit groter was met de kleinere. Soms kwam er een echt goede stook langs en bijna alle testruns zouden binnen de EU eisen vallen voor de grootheden die ik kan meten. In het bijzonder het diagram van 11 november was erg goed, misschien veroorzaakt doordat de vuurvaste delen nog niet helemaal droog waren. Die waren immers gezaagd met een watergekoelde zaag.



Sommige andere waren gewoon helemaal niet goed, ze gingen met een noodvaart door de brandstof heen en produceerden een enorme CO piek. Zuurstof werd erg laag in een aantal gevallen, hoewel niet altijd vergezeld van die CO piek.Die van 20 november was opvallend in dat aspect, zuurstof ging omlaag naar 4,5%, in het verleden was dat altijd een zeker teken voor een ramp.



De meeste van de testruns zijn gedaan met een 60% riser poort en een 110% eind poort, nog steeds gecentreerd. Tot dat het besef doordrong dat de gecentreerde eind poort mogelijk als een concergerende opening werkte, met een hogere gassnelheid en een lagere druk als gevolg. Hoe nauwer de poort, hoe meer snelheid. Dus probeerde ik iets gelijksoortig als de DSR3 eind poort, het effect daarvan was compleet tegengesteld, hoe nauwer het is, hoe trager de stook. Daarom heb ik de opening naar de voorkant van de kern verschoven en probeerde ik een 100% opening.



De eerste testrun in deze configuratie werd gedaan op een erg winderige dag met veel vlagen en dat is duidelijk zichtbaar in het diagram. Maar aan de andere kant, het zag er goed uit, de deur was tijdens de hele stook gesloten en ik deed niets om het proces te verstoren of te bevorderen. Eind poort nog steeds 100% van schoorsteen dwarsdoorsnede.



Dit ging heel goed, ondanks de wind vlagen was het allemaal binnen de EU parameters. Dit was een warme start en onderop aangestoken, in tegenstelling tot de andere runs die allemaal bovenop aangestoken waren. De volgende dag, 24 november was een kalme dag, de vuurkamer geladen met 2,8 kg zacht hout, de deur gesloten op 11 minuten. Dit bleek de beste run tot nog toe te worden, het vuur brandde heel kalm met goeie cijfers.



Volgende doel: het proberen van een beetje grotere en kleinere openingen, ik denk dat het de goeie kant op gaat.

Op de suggestie van een lid van Donkey's forum (https://donkey32.proboards.com/) heb ik dit artikel over eerdere testen geschreven, hier is de (vrije) vertaling:

Inderdaad, ik heb al eerder een testrun gedaan met de riser box helemaal open maar de stook verliep niet goed. De verbranding ging sneller en sneller en uiteindelijk ging de CO door het dak. Typisch voor een stook die uit de hand loopt, zou ik zeggen. In feite heb ik twee testruns gedaan: eentje met een 60% riser poort en eentje van 70%. De resultaten zijn vrijwel gelijk, dus heb ik dit idee al snel in de kliko gemikt.





Zie het contrast met twee recente tests, drie dagen geleden en gisteravond, beide met de latere eind poort, respectievelijk 100% en 105%. Beide laten hetzelfde gedrag zien, dezelfde brandstof lading, de laatste brandde een beetje sneller dus O² is logisch een beetje lager. Laagste O² is respectievelijk 8,7% en 7,5%.
Ik ben bezig met de fijnregeling fase nu, bij wijze van spreken. We komen er wel, langzaam, want ik wil niets afraffelen. De volgende stook wil ik hardhout afval stukken gaan gebruiken.

Soms kunnen resultaten heel verrassend zijn, met mij onzeker over de mogelijke oorzaak. Voor 27 november had ik een testrun gepland met hardhout, omdat ik het verschil wilde zien met mijn gebruikelijke naaldhout als brandstof. Ik had nog een klein kratje afvalstukken staan van oude eiken planken. Echt oud, helemaal grijs aan de buitenkant.



De grafiek die dat opleverde pakte heel anders uit, zelfs teleurstellend op zijn minst. Het zuurstof niveau ging pas erg laat in de stook zakken, koolmonoxide kwam snel en vroeg omhoog. In het algemeen oogde de stook helemaal niet slecht, het zag er eigenlijk best goed uit. Maar de Testo analyzer registreerde massa's CO en een matige stook. In de configuratie was niets veranderd dus vermoedde ik dat er iets mis was met de brandstof.



Na het een paar dagen te hebben laten liggen besloot ik om wat gezond, ongebruikte beuken stukken te gebruiken voor een referentie stook. Al snel bleek dat ik die op moest delen, ze waren gewoon te groot voor de kleine vuurkamer van het 130 mm systeem. Er paste ternauwernood 4 kg gortdroog hardhout in.



De stook verliep best goed, niet zo traag als de vorige. Het was een koude start en bovenop aangestoken, gebruikt als standaard om temperatuur en aansteek verschillen te elimineren.



Deze stook zag er veel beter uit, hoewel de CO start piek niet erg mooi was. Verrassend genoeg, hoewel de CO aan de hoge kant was bij beide stoken, was de witte Testo filter na afloop niet donkerder dan heel licht grijs. Is er een soort van compromis tussen roet en koolmonoxide? Ik heb het wel eens eerder gezien, hoewel niet zo nadrukkelijk als nu.

Om de conditie van de oude eiken planken te controleren heb ik een andere stook gedaan in onze eigen rode batchrocket. Gewoon, de reguliere avond stook, tot nog toe hebben we geen vuur in de ochtend aangemaakt. Deze stook pakte ook heel traag uit, zeer ongewoon voor deze kachel, maar er was buiten geen spoor van te ruiken. Het is dus aannemelijk dat de niet-zo-goede resultaten te wijten waren aan de minder goede brandstof.
Volgende fase: vergroten van de eind poort tot 110% van de schoorsteen dwarsdoorsnede en zien wat dat oplevert. Zachthout eerst, dat is gratis, hardhout moet gekocht worden. Er is nog een lading van 4 kg over van de betere kwaliteit.

Nog steeds bezig met poort configuraties te elimineren, om tenslotte de stabiele versies over te houden. Hopelijk.
Zoals ik al genoemd heb, is de eind poort vergroot naar 110%, riser poort is nog steeds op 60%. Brandstof 3,3 kg zachthout, wind 2 Bft, deur gesloten op 10 minuten. Resultaat slecht, de kern faalde jammerlijk in het limiteren van de verbrandings-snelheid. Om het nog wat erger te maken: de witte Testo filter was echt diepzwart.



Nieuwe dag, nieuwe kansen. Ik redeneerde dat de vuurkamer te vol was gepropt de vorige keer dus probeerde ik een andere lading. Opnieuw zachthout, 2,5 kg, koude start, wind 2 Bft, bovenop aangestoken, deur dicht op 11 minuten. Veel lucht aan de bovenkant en de zijkanten, misschien kon ik daarmee teveel houtgas vorming voorkomen.



En ja! Hij ging niet over de kop maar het was ook geen goede stook. Nu weigerde de stook volledig op tempo te komen en de grafiek zag er stabiel uit maar slecht in de cijfers afdeling.



Na een dag er over lopen broeden en grommen, en een paar keer wakker worden midden in de nacht, concludeerde ik dat dit niet de juiste weg was. Het verdomde ding moest zijn werk goed doen met een massa aan brandstof arrangementen en soorten, anders kon ik het hele idee beter in de kliko mikken. Dus, de eind poort opnieuw arrangeren naar 90% van de schoorsteen dwarsdoorsnede, en ik heb de brandstof lading van de vorige dag gekopieerd. De meeste van de andere details hetzelfde, zelfs de weergoden speelden mee.



Dat ging veel beter, op een detail na dan. Daar waar de CO omhoog kwam in een scherpe piek heb ik twee stukken hout toegevoegd. Met de gedachte dat ik het ding op die manier over de kop kon laten gaan. Maar tot mijn blijde verrassing deed-ie dat niet, hij corrigeerde zichzelf binnen twee minuten en ging vervolgens verder op precies de juiste manier.



Dus, in een poging om het vorige gedrag te herhalen zonder die piek, heb ik nu het ding geladen met iets meer brandstof, 2,9 kg en wat meer compact gestapeld.



Nog steeds veel ruimte boven de brandstof en er achter. Deze keer ontwikkelde het vuur zich erg kalm, ik onthield me van porren enzo en het betaalde zich terug. CO ging naar beneden en bleef daar voor een flinke periode. O² ging ook naar beneden, met een hoog rendement als gevolg. De Testo filter kwam er deze keer heel lichtgrijs uit, niet pikzwart zoals de vorige dag.



Er is vooruitgang geboekt, de volgende testrun neem ik mijn kans waar met de laatste portie hardhout die ik nog in huis heb.

Op een suggestie van een paar leden van Donkey's forum heb ik de superwool links en rechts van de poort wegehaald. En een extra laag aangebracht tegen de achterwand, dat ziet er zó uit:



Na het sluiten van de vaten heb ik de vuurkamer heladen met zachthout, 3,2 kg in totaal.



Het vuur startte vrij snel op, de stook begon snel en ging absoluut de verkeerde kant op. De O² bleef maar omlaag komen, helemaal tot aan ongeveer 3,5%. Bij het passeren van 4,5% O² de CO ging hemeltje hoog, ver voorbij de schaal van de grafiek. Jammer genoeg was ik niet in staat om een grafiek te produceren want de software van de Testo crashte, dicht bij het eind van de stook. En ik was niet in staat om de data terug te halen. Eens, moet ik eens uit zoeken hoe dat zou moeten, uiteraard.

De volgende run, opnieuw koud in 8 uur, probeerde ik het opnieuw met een wijdere riser poort. Naar 70% deze keer, om zekerheid te krijgen dat de combinatie van de 60% poort en de gewijzigde interne layout van de riser niet de boosdoener was. Ik stapelde de vuurkamer weer vol met een beetje bescheidener lading, zonder pallet klossen op de bodem.



Het bleek dat ik gelijk had, de hierboven genoemde combinatie was niet waarom het verkeerd ging. Met andere woorden, de stook ontwikkelde zich net zo snel als eerst en de O² kwam zelfs nog lager, tot 2,7%. En je kunt me geloven, ik was niet blij, helemaal niet. De enige verandering was de layout van de voering in de riser box, gecombineerd met de wijdere poort in de tweede run.



En oh ja, vergeten te vermelden dat er zwarte rook uit de schoorsteen kwam gedurende die dubbele CO piek. Om te laten zien hoe hoog dat boven het acceptabele CO niveau was, heb ik de schaal voor die lijn gewijzigd van 5000 ppm naar 12000 ppm. Maximum acceptabel niveau is 1200 ppm gemiddeld, zonder heel grote pieken. Het kwam bij deze stook neer op 1713 ppm gemiddeld over de hele stook, met een dubbele piek tot aan 11264 ppm.



De volgende keer, als het weer meewerkt, doe ik een andere run in een beetje andere layout, Het plan is om de zijkanten van de voering er uit te snijden zodat alleen de dubbele laag tegen de achterkant overblijft. Eerlijk gezegd, ik denk dat het patroon zich zal herhalen.

Het effect van de dunnere achterwand van de vuurkamer bleef maar in mijn hoofd rondspoken.
Ik heb de voering aan alle vier de kanten van de riser weer terug aangebracht, een beetje (30 mm) hoger dan de poort en ook over de poort heen.



Vier testruns in totaal heb ik met deze configuratie geprobeerd. Sommige (twee) waren best goed en de andere twee leverden magere resultaten op. Alle vier zijn ze geladen met hetzelfde hout en hetzelfde patroon werd herhaald.



De diagram heironder was best goed, het resultaat van de volgende dag was teleurstellend, om het zacht te zeggen.





Wat voor de donder was er aan de hand? En nog steeds bleef de gedachte aan die minder diepe poort die slechte resultaten opleverde me achtervolgen. Maar gisteren begon het me te dagen: als de ondiepere poort slechtere resultaten opleverde dan met de voering erbij, zou een nóg diepere poort dan geen betere stook opleveren? Tenslotte zijn al die processen geen aan-uit knop, verreweg de meeste zijn een glijdende schaal. Dus leek de implementatie van een diepere poort iets wat nu meteen gedaan zou moeten worden.
Om de bodem van de riserbox vierkant te houden heb ik de wol aan de achterkant er uit gehaald en dezelfde dikte aangebracht aan weerszijden van de riser poort. Wat er eigenlijk gebeurde was dat de bodem van de riser box 25 mm naar achter schoof. De diepte van de poort steeg nu naar 80 mm, exact wat Independentenergy (een poster op Donkey's forum) om had gevraagd, hoewel de bodem van de riser vierkant bleef.



Voor deze test gebruikte ik weer dezelfde brandstof, gewicht en rangschikking, om verschillen in de belading uit te sluiten. Er was wat meer wind, 5 Bft met sterke vlagen, normaal gesproken geen goed voorteken voor een succesvolle stook.
En dit waren de resultaten, verrassend, op zijn minst.



Zoals te zien is, ging de O² met een vaart naar beneden. Ik heb de deur van de vuurkamer gesloten op 3 minuten in het diagram en heb me onthouden van alle actie behalve dan ernaar kijken, mijn nagels bijten (figuurlijk gesproken) en hopen voor het beste. Op de 3,5% grens zakte de CO lager dan 500 ppm en bleef daar tot aan 45 minuten in de stook. Een stook met een lengte van 57 minuten en CO lager dan 500 ppm gedurende 41,5 minuut is iets wat ik slechts zelden meemaak, dat kan ik je verzekeren. En als klap op de vuurpijl: het witte Testo filter kwam er héél lichtgrijs uit in plaats van heel zwart!
Gemiddelden voor deze testrun: O² 12,09%, eff. 87,47%, CO 307,9 ppm, TR 146,27 ºC. Het CO niveau voor de hele stook, beëindigt volgens de EU norm en gecorrigeerd naar 13% zuurstof zou 286,35 ppm zijn. Nu maar wachten op een dag met minder wind, om te controleren of dit een éénmalige gebeurtenis was of een nieuw, stabiel gedrag.

Je doet het deurtje dicht en dan gaat de O2 waarde (vrijwel direct) omhoog...? Dat snap ik niet...

Pietje schreef: ↑19 dec 2023, 22:12 Je doet het deurtje dicht en dan gaat de O2 waarde (vrijwel direct) omhoog...? Dat snap ik niet...

Dat heeft veel meer te maken met de ontwikkeling van het vuur op dat moment en de opwarming van de kern dan met het sluiten van het deurtje.

Als je de wc doortrekt en het huis stort kort daarna in, is dat dan een gevolg van het doortrekken? Het zou kunnen, maar niet waarschijnlijk. Dat is hier ook zoiets, je ziet een effect en verbindt dat dan aan iets wat er maar zeer zijdelings mee te maken heeft.

Wat ik normaal doe tijdens deze ontwikkeling is dit: de luchttoevoer staat vol open en de deur op een kier. Die kier is alleen maar bedoeld om wat meer opening te hebben waar lucht naar binnen kan omdat de trek nog op gang moet komen, de lucht snelheid is nog laag. Zodra het vuur er naar mijn mening goed uitziet dan sluit ik het deurtje. Dat "goed uitzien" kan op verschillende momenten zijn, in de praktijk zijn er geen twee stoken gelijk, er zitten altijd verschillen in en soms heel veel. De luchttoevoer blijft trouwens de hele stook vol open staan, ik probeer het ding zover te krijgen dat-ie de snelheid van de verbranding zelf regelt. En, ik moet zeggen, het begint er nu echt op te lijken.

Zou het op een kier zetten van de deur de zwitserse methode te niet doen ?

LeaD schreef: ↑20 dec 2023, 04:47 Zou het op een kier zetten van de deur de zwitserse methode te niet doen ?

Erg onwaarschijnlijk. Die methode werkt namelijk ook in de open lucht, open haarden enzovoorts. Van meer vervuiling is in een open batchrocket systeem ten opzichte van eentje met een deurtje ook al geen sprake, ik heb er een paar gemeten met goede resultaten.