Infos zum Kugelschiff

[Wolfgang Seemann]

Weitere Infos zum Kugelschiff gibt es unter www.european-airship.com

[Wolfgang Seemann]

Habe ein neues Patent zur Abwärmenutzung der Dieselmotoren angemeldet, den Kavitationsmotor. Damit kann die Abwärme nahezu komplett in Antriebsenergie umgewandelt werden.
Der Kavitationsmotor läuft mit Wasser und Umgebungswärme. Leider ist er für Autos als alleiniger Antrieb nicht geeignet, da die Umgebungswärme nicht schnell genug zugeführt werden kann. Dafür braucht man zusätzlich einen kleinen Motor oder einen Öl- oder Gasbrenner.
Das Prinzip wird im Laufe der Woche auf www.cavitation-engine.com
nachzulesen sein.

[LifterBastian]

Sie sind ja ziemlich aktiv. Hoffentlich wird es auch was.

Bin schon gespannt auf die Homepage. Das werd ich mir mahl ansehen.

[Wolfgang Seemann]

Hallo Sebastian,

die Seite ist jetzt online
www.cavitation-engine.com, der Wassermotor

außerdem noch www.piezogun.com
Neue Einspritztechnologie für Dieselmotoren

Im Laufe der Woche folgt noch www.sharkwing.com, ein neues Antriebskonzept für Flugzeuge mit Dieselmotor
und www.multigear.net, ein automatisches Getriebe mit integriertem Allradantrieb und hydraulischer Kraftübertragung.

Viel Spaß beim angucken

[A. Ohliger]

Hallo Herr Seemann,

ich habe mich jetzt erstmal nur auf der Wassermotor-Seite umgesehen und möchte den doch mal ein wenig kommentieren.

Zunächst ist die Einheit einer Verdampfungswärme kJ/kg und nicht noch pro K, weil sich bei der Verdampfung die Temperatur ja nicht ändert. Und Volumen ist immer noch m³. Was dort genannt wird ist das spezifische Volumen...
Kleiner Tippfehler, würde ich bei Gelegenheit trotzdem ändern.

Aber dann haben wir da noch die Anwendungen. Da findet sich dann z.B.:

Fahrzeugmotoren,die der Umgebungsluft die Wärme entziehen, funktionieren ohne Zusatzenergie leider nur in warmen Gegenden und bei uns im Sommer.

So genial wie abgedreht die Idee dieses Motors (Wann soll da jetzt eigentlich genau eingespritzt werden? Kurz nach Beginn der Abwärtsbewegung?) doch scheint, die Thermodynamik lässt sich nicht überlisten.

Wer sich die Mühe macht, hier auf Seite 8 unter "12. Exergieformeln" zu gucken, wird dort eine Formel für die Exergie eines Wärmestroms finden.
Für thermodynamisch nicht ausgebildete Leser: Exergie ist der Anteil einer Energie, der theoretisch maximal in mechanische Arbeit umgewandelt werden kann. Jedenfalls so ungefähr...
Tja und dieser Exergiestrom ist der Wärmestrom (der aus der Umgebung kommen soll) multipliziert mit (1 - Tu/Tm). Dabei ist Tu die Umgebungstemperatur und Tm die thermodynamische Mitteltemperatur des Wärmestroms. Wenn der Motor aber Wärme aus der Umgebungsluft aufnehmen soll, muss er selber kälter sein, sonst fließt keine Wärme in die geforderte Richtung, also in den Motor. Damit liegt aber die thermodynamische Mitteltemperatur der Wärmeübertragung irgendwo zwischen der (kalten) Motortemperatur und der Umgebungstemperatur. Tu ist also größer als Tm und schon haben wir den Salat. Der Exergiestrom würde theoretisch negativ und somit kann dieses Prinzip (ohne es ausprobiert zu haben) definitiv nicht funktionieren.

Prinzipiell sinnvoller sind die anderen Anwendungsbeispiele bei denen irgendeine Form von Wärme (wärmer als Umgebungstemperatur) genutzt werden soll. Allerdings können wir die oben genannten Formel niemals umgehen und wenn man z.B. im Winter das "warme" Meerwasser nutzen will, welches vielleicht 10°C wärmer als die Luft ist, stoßen wir an ein Wirkungsgradproblem. Angenommen das Wasser hat 10°C und die Luft 0°C. Die thermodynamische Mitteltemperatur wird großzügig gleich der Wassertemperatur gesetzt, dann haben wir immernoch eine theoretische mechanische Leistung von (1 - 273,15/283,15) * Wärmestrom. Es werden also MAXIMAL rund 3,5% der Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt, wenn da ein Schiff mit angetrieben werden soll, braucht man riesige Wärmetauscher (wie groß genau lerne ich vermutlich in den nächsten 6 Monaten) die sich niemals in irgendeiner Form rechnen werden.

Und weil auch das Beispiel der Kraftwerksabwärme auftauchte, möchte ich den guten Professor Lucas (s. Formelsammlung) einmal zitieren, der da sagte: "Es gibt ja immer wieder Leute, die sagen: 'Kühltürme muss man abschaffen, was da an Energie verschwendet wird...' Wenn man das hört, dann kann man ja ... eigentlich nur noch weglaufen."
Soll übersetzt heißen: Das hat schon seinen Grund, dass da Kühltürme stehen.
Die dort abgegebene Wärme lässt sich nicht mehr wirtschaftlich nutzen, der Wirkungsgrad wäre aus thermodynamischen Gründen (halt kaum Exergie im Wärmestrom) lächerlich klein.
Fernwärmenutzung geht natürlich, das mit der Exergie bedeutet schließlich nur, dass man (fast) keine mechanische Arbeit (~elektrische Energie) mehr daraus gewinnen kann. Fernwärme gibt nur ein Problem im Sommer, spätestens da will auch der radikale Grüne lieber einen Kühlturm als eine schön warme Heizung im Zimmer...

Würde mich übrigens interessieren, wer sich solche Sachen immer ausdenkt. Die Idee klingt ja mal wieder ziemlich abgefahren (ähnlich ihren Sinusmotoren, die sogar funktionieren könnten), aber irgendwie scheint es da doch teilweise fachliche Defizite zu geben.

Schönen Gruß
Andreas Ohliger

[Wolfgang Seemann]

Hallo Herr Ohliger,

Sie haben natürlich recht mit der Verdampfungswärme, bin beim übertragen der Werte in die Spalte Entropie verrutscht. Habe das und die falsche Kommastelle beim Druck bereits korrigiert.

Was Sie über das Temperaturgefälle sagen, ist so schon richtig, aber eben nur bedingt.
Wasser entzieht beim verdampfen der Umgebung Wärme. Bei einer Einspritzung in den Motor bei 1/3 Kolbenweg erleidet das Wasser einen explosiven Druckverlust, der es zum Verdampfen zwingt. Die dabei benötigte Wärme wird den Zylinderwänden und dem Kolben entzogen und muss zur Aufrechterhaltung des Prozesses natürlich wieder zugeführt werden. Ein Teil dieser Wärmezufuhr kommt aus der Kondensation des verdampften Wassers, der Rest muss von außen zugeführt werden.
Die Idee zu dem Ganzen kommt aus dem Kavitationsprozess, bei dem z. B. bei Schiffsschrauben an deren Rückseite kleine Vacuumstellen entstehen ( vermutlich durch Wirbelbildung) in denen das hineinstürzende Wasser zu Dampf explodiert und zwar so stark, dass dabei Metallteile aus der Schiffsschraube gerissen werden, so dass diese innerhalb kurzer Zeit unbrauchbar wird. Es ist also ein energiereicher Prozess, der keineswegs auf einem Hirngespinst beruht. Ihre Angaben sind richtig, solange es sich um Vorgänge bei Normaldruck handelt.
Was übrigens den Circular-motor angeht, so ist das ein ganz normaler Zweitakt-Dieselmotor, der eben statt einer Kurbelwelle eine Sinusscheibe zur Umwandlung der Kolbenbewegung in eine Drehbewegung benutzt. Der Vorteil besteht in der symmetrischen, kompakten Anordnung der Zylinder, der Anordnung der Ventile, deren Größe nicht durch den Durchmesser des Zylinderkopfes beschränkt wird ( und deshalb Motoren mit kleinerem Hubraum pro Zylinder zulassen), dem einfachen Aufbau mit wenigen Teilen, von denen die meisten dazu noch Gleichteile sind. Neu ist die Einspritzung, welche auf der Theorie der Druckwellenerzeugung beruht. Bin gespannt, ob Sie dort auch ein Haar in der Suppe finden. Lassen Sie es mich wissen.

[A. Ohliger]

Hallo Herr Seemann,

sie schreiben:

Die Idee zu dem Ganzen kommt aus dem Kavitationsprozess, bei dem z. B. bei Schiffsschrauben an deren Rückseite kleine Vacuumstellen entstehen ( vermutlich durch Wirbelbildung) in denen das hineinstürzende Wasser zu Dampf explodiert und zwar so stark, dass dabei Metallteile aus der Schiffsschraube gerissen werden, so dass diese innerhalb kurzer Zeit unbrauchbar wird. Es ist also ein energiereicher Prozess, der keineswegs auf einem Hirngespinst beruht.

Dazu muss ich sagen, dass mir der Begriff der Kavitation durchaus geläufig ist. Weniger als "Schädling" für die Schiffsschrauben als als ungeliebte Geräuschquelle bei U-Booten, aber das ist hier natürlich völlig egal.
Die Behauptung, dass es sich um einen "energiereichen Prozess" handelt, ist vielleicht nicht falsch, aber auf jeden Fall unpassend.
Man könnte einerseits darüber diskutieren, wieviel Energie eigentlich für die Zerstörung einer Schiffsschraube erforderlich ist, andererseits kommt die Energie weniger aus dem Wasser als über den Antriebsstrang. Mit der Wellenleistung sollte es nämlich möglich sein, die Schiffsschraube in wenigen Sekunden in ziemlich kleine Späne zu zerhacken, wenn man es darauf anlegen würde.
Die Wellenleistung erzeugt schließlich das Vakuum und genau das ist auch das Problem bei dem Motor, dazu später noch mehr.

Ihre Angaben sind richtig, solange es sich um Vorgänge bei Normaldruck handelt.

Es tut mir Leid, Ihnen abermals widersprechen zu müssen. Die Formeln sind universell gültig, da sie unmittelbar aus dem 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik herzuleiten sind.
Dazu habe ich per Google auch relativ schnell eine interessante Lektüre gefunden. Auf der nächsten Seite steht auch irgendwo der entscheidende Satz: "Die Exergie der Umgebung ist gleich Null."

Aber nochmal konkret zu Ihrem Motor: Zur Erzeugung des Vakuums benötigen sie zunächst einmal mechanische Energie. Das eingespritzte Wasser wird in der Tat in selbigem verdampfen, aber dabei sicher keinen Überdruck erzeugen. Es verdampft nur soviel Wasser, bis sich der Sättigungsdampfdruck (s. Ende der Formelsammlung aus meinem letzten Beitrag) des Wassers bei der Temperatur im Kolben (kälter als Umgebung) eingestellt hat. Solange diese Temperatur kleiner als 100°C ist, wird der Druck unter dem Atmosphärendruck liegen und es dürfte unmöglich sein, eine Kolbenarbeit zu gewinnen. Selbst wenn auf der anderen Seite des Kolbens ebenfalls ein Vakuum herrschen würde, könnte man das Vakuum im Zylinder zwar ohne Arbeit erzeugen, aber der Dampf würde sich nur mit viel Arbeit in die Umgebung hinausdrücken lassen.

So genial diese Idee also auf den ersten Blick erscheint, solange es keinen Motor gibt, der nach diesem Prinzip arbeitet, glaube ich nicht, dass es funktionieren kann. Ich kann natürlich auch Denkfehler machen, aber ich bin sehr sicher, dass es - nicht einmal theoretisch - möglich ist, einen mit Umgebungswärme betriebenen Motor zu bauen.

Zu den Circular-Motoren kann ich nur sagen, dass mich interessieren würde, wie die Kraft einigermaßen reibungsfrei auf die Sinusscheibe übertragen werden soll. Soweit ich weiß, sollte das über Rollen funktionieren (ähnlich Wälzlagern), dabei weiß ich nur, dass die Berechnung solcher Wälzkörpergeometrien eine Wissenschaft für sich ist, die praktisch nur von den (wenigen) Lagerherstellern einigermaßen beherrscht wird.
Ansonsten gebe ich offen zu, nicht allzu viel von Motorentechnik zu verstehen und wüsste auch nichts, was an diesem Motor nicht funktionieren soll.

Überhaupt geht es mir nicht darum, irgendwelche Ideen schlecht zu reden. Ich beneide Sie sogar um Ihren Einfallsreichtum (wer kommt schon auf so eine Idee mit der Kavitation), aber was nicht geht, geht nicht.
Ich wäre auch äußerst erfreut, wenn Sie meine Ausführungen durch den Bau eines funktionierenden Prototypen widerlegen könnten, aber wie gesagt habe ich da so meine Zweifel.

Schönen Gruß
Andreas Ohliger

[WorstOnTop]

Warum stand da offensichtlich denn für mich geschrieben
dass geschlossen war manches System ?
Falls solch System ich ähm... "trotzdem" nicht gesehen
war ich ein Laie dann verblieben ?

[A. Ohliger]

Lieber WorstOnTop,

ich werde aus Ihrem Gedicht(?) zwar nicht so ganz schlau, aber mit dem geschlossenen System haben Sie durchaus recht.
In dem Link zur Uni Karlsruhe ("Lektüre") wird auf Seite 2 durchaus die "Exergie eines geschlossenen Systems" behandelt, aber der zitierte Satz ist dennoch allgemeingültig. Sollte jemand eine anderslautende Quelle auftun, bin ich gerne bereit mich zu korrigieren.
Zumal es um eine geschlossenes und nicht um ein abgeschlossenes System geht.
"Geschlossen" bedeutet, dass kein Materieaustausch mit der Umgebung möglich ist.
"Abgeschlossen" ist sozusagen die Steigerung, da in einem solchen System zusätzlich keine Energie mit der Umgebung ausgetauscht werden kann.
Im behandelten (geschlossenen) System ist die Umgebung also nicht gänzlich unwichtig, da ein Energieaustausch mit ihr möglich ist.

Zugegebenermaßen ist ein Kolbenmotor nicht geschlossen, aber die Exergie der Umgebung ist trotzdem grundsätzlich 0.

Aus thermodynamischer Sicht wäre es übrigens sinnvoll, Kraftwerke in möglichst kalten Regionen zu bauen, da hier der höchste Wirkungsgrad erzielt werden könnte. Aber das nur als kleine Anmerkung, damit mein Beitrag auch etwas Neues enthält.

Schönen Gruß
Andreas Ohliger