Date: July 24, 2002 at 23:12:05
From: Daniel Messerli, [zux175-057.adsl.green.ch]
Subject: Re: Plausibilitätsrechnung.... und neue Infos!
Ich möchte mit meinem Beitrag zur allgemeinen Verunsicherung beitragen. Ich habe zwar nicht viel Erfahrung bei der Anwendung der Gasgesetzte, versuche aber trotzdem eine Aussage zu machen. Gibt es da drausen im www einen Physiker, der sich da auskennt? Ein Gedankenaustausch würde mich interessieren.
Ich gehe davon aus, dass die Pressluft mit einem elektrischen Kompressor erzeugt wird. Beim Komprimieren der Luft von 1 bar auf 300 bar erhitzt sich die Luft auf:
Adiabatischer Vorgang, d.h. dass bei der schnellen Kolbenbewegung keine Wärme ausgetauscht wird. (Wie beim Dieselmotor)
((x-1)/x)
T1/T2 = (p1/p2)
T1 und T2 muss man in Kelvin angeben, nicht in Celsius!
x ist der Adiabatenexponent: Bei Luft ist er 1.3997 (Ohne Einheit)
T2 = T1 /((p1/p2)^((x-1)/x))
T2 = 293 K /((1/300)^((1.3997-1)/1.3997))T2 = 1493 K = 1220 C
Im Kompressor wird die Luft sehr heiss, nämlich 1220 Grad Celsius! Im Drucklufttank kühlt sich diese Luft dann allmälich auf Umgebungstemperatur ab. Die abgegebene Wärmemenge entspricht:
W=p2 V2 ln(p1/p2)
p1 und p2 müssen in Pascal angegeben werden: 1 bar = 100'000 Pascal
V2 muss in Kubikmeter angegeben werden
W = 30'000'000 Pa * 0.3 m3 ln(100'000 Pa / 30'000'000 Pa)
W = -51'334'042 J = -14,259 kWh
Das heisst, dass beim Komprimieren der Luft 14 kWh Wärmeenergie frei wird, welche zu heizen eines Gebäudes genutzt werden könnte.
Diese Wärmemenge fehlt nach dem Abkühlen in der Luft!
Beim Dekomprimieren holt sich die Luft diese Wärmeenergie wieder aus der Umgebungswärme zurück. Die Schwierigkeit ist nun, dass das im Pressluftmotor bei den sehr schnellen Kolbenbewegungen kaum Wärme von den Zylinderwänden in die Luft übergeht. Der MDI Luftmotor mischt Heisse Luft mit dieser kalten Luft, was den Wirkungsgrad des Motors sicherlich verbessert. Die Kälte wird also ebenfalls für den Antrieb genutzt. Ich habe gelesen, dass sich der Motor und die Auspuffluft im Betrieb auf minus 100 Grad Celsius abkühlt. Das ist noch nicht sehr effizient. Optimal währe es, wenn die Luft den Motor bei Umgenungstemperatur verlassen würde.
300l Luft bei 300 bar sind übrigens nicht schwerelos. 1 Kubikmeter Luft bei 1 bar ist nämlich 1.293 kg schwer. Eine Tankladung Luft ist also gut und gerne 120 kg schwer!
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