Saugstärke eins 120mm PC Lüfters

[Seboalt]

Hi Leute,

für meine Physikfacharbeit baue ich einen Windkanal, der mit 4x 120mm,12V, 0,9A, Foxconn PC Lüftern funktionieren soll. Meine Frage ist: ist die Saugstärke dieser Lüfter genau so stark wie die Luft die hinausgeblasen wird ? Eigentlich müsste es ja gleich sein das was reinkommt, kommt ja auch wieder raus aber ist der entstehende Druck der gleiche ? Würde mich sehr über eine Antwort freuen

Mfg Sebolat

 

[Shaav]

Ich verstehe die Frage nicht.

 

[TimBerlin]

warum sollen wir deine arbeit machen?

 

[haltezeit]

um das korrekt zu beantworten wäre interessant zu wissen nach welcher physikalischen Größe du Ausschau hältst.

Die " Saugstärke " ist grob gesagt nicht die gleiche , die Menge an Volumen x wird durch die geometrische Anordnung der Lüfter blätter leicht verdichtet und mittels elektrischer Energie ( umgewandelt in kinetische Bewegungsenergie ) beschleunigt .

Zusätzlich verstärken die in Reihe angeordneten Lüfter den Verdichtungseffekt . Wenn du das mittels Rauch visuell unterstützt wirst du sehen dass an der Ansaugung zwar eine größere Wolke rasch angesaugt wird aber am Auslass ein wesentlich fokusierterer Strahl mit weit höherer Geschwindigkeit ausströmt.

 

[xxMuahdibxx]

sorry aber wenn das eine Physik Facharbeit ist und es ein windkanal sein sollte ... ergo Begrenzung der Fläche durch den Lüfter wohl...

Solltest sicher auch wissen das alles was rein kommt an Luft auch wieder raus muss.

Strömungslehre hilft dir da sicher weiter.

 

[mannefix]

100 Pro nicht. Flügelstellung. Lager linksrum/rechts rum vmtl. unterschiedlich.

 

[Seboalt]

warum sollen wir deine arbeit machen?

ich habe bereits viel im Internet gesucht und bin zu keinem Ergebnis gekommen, deswegen dachte ich frage ich hier mal nach.

 

[Shaav]

Versuchs mal in einer großen Bibliothek.

 

[Seboalt]

um das korrekt zu beantworten wäre interessant zu wissen nach welcher physikalischen Größe du Ausschau hältst.

Die " Saugstärke " ist grob gesagt nicht die gleiche , die Menge an Volumen x wird durch die geometrische Anordnung der Lüfter blätter leicht verdichtet und mittels elektrischer Energie ( umgewandelt in kinetische Bewegungsenergie ) beschleunigt .

Zusätzlich verstärken die in Reihe angeordneten Lüfter den Verdichtungseffekt . Wenn du das mittels Rauch visuell unterstützt wirst du sehen dass an der Ansaugung zwar eine größere Wolke rasch angesaugt wird aber am Auslass ein wesentlich fokusierterer Strahl mit weit höherer Geschwindigkeit ausströmt.

okay vielen dank. Die Frage ist halt ob meine Lüfter mit einem 150er CFM rating reichen um genügend Luft anzusaugen(die Strecke des Windkanals wird ca. 1m sein )

 

[haltezeit]

okay vielen dank. Die Frage ist halt ob meine Lüfter mit einem 150er CFM rating reichen um genügend Luft anzusaugen(die Strecke des Windkanals wird ca. 1m sein )

Die Frage ist schlussendlich noch immer was du dir in deinem Windkanal erwartest , der Windkanal ist nun 1 m lang , wenn einer deiner Lüfter 150 m³ / h schaufelt hast du am Ende eines geschlossenen Tunnels auch nach einem Kilometer 150 m³ raus gepresst , die Geschwindigkeit der zu erwartenden Luft vL ist also hier relevant.

Angenommen du hast einen Tunnel der Exakt der quadratischen Form des Lüfters entspricht , erwarte ich auf eine Länge von einem Meter bis auf vernachlässigbare Verwirbelungen am Ende deines Kanals keine sonderlichen Geschwindigkeits Defiziete. Möchtest du allerdings die Geschwindigkeit erhöhen , hast du nun also 2 Möglichkeiten :

A : dein Lüfter bzw. deine Lüfter drehen schneller
B : du verringerst im Idealfall linear den Querschnitt deines Kanals und benutzt kleinere Lüfter dich auch 150 m³ / h pressen ( dementsprechend hohe Drehzahl oder perverse Schaufelgeometrie verbunden mit hohem Luftwiderstand > höherer Energieaufnahme )

Nach letzterem Prinzip funktionieren z.B Turbinenflugzeuge .

Kurzum würde ich mir weniger Sorgen um die m³ an Luft mach wie um die Frage " wie bringe ich meine Strömung auf die gewünschte Geschwindigkeit . Denke diese ist essenziell für einen Windkanal

 

[xxMuahdibxx]

Ehrlich ... wie sollen wir das Beantworten wenn wir nicht mal wissen welchen Speed du erreichen willst ?

Auch die Länge vom Windkanal ist eher Nebensache ... würde man aber wissen wenn man sich mit der Strömungslehre befasst. Begriff Reibung an Oberflächen.. Oberflächenrauhigkeit u.s.w. und das bei Turbulenter Strömung.

Du kommst mit halbgaren Infos ohne dich vertieft damit zu befassen.

Dann sagst auch null über den Aufbau ... ergo Geometrie der Anlage ... verschaltung in Reihe oder parrallel ...

Das einzige was ich dir noch sagen kann es gibt auch 120 mm Industrielüfter die schaffen dann mehr Druck.

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Papst Lüfter z.b.

Ergänzung (24. September 2018)

der Windkanal ist nun 1 m lang , wenn einer deiner Lüfter 150 m³ / h schaufelt hast du am Ende eines geschlossenen Tunnels auch nach einem Kilometer 150 m³ raus gepresst , die Geschwindigkeit der zu erwartenden Luft vL ist also hier relevant.

Da Luft Komprimierbar ist kann man hier aber nicht einfach mit 150 m³ kommen ... es wird ja der Druck etwas erhöht durch den Ventilator.

 

[Seboalt]

Die Frage ist schlussendlich noch immer was du dir in deinem Windkanal erwartest , der Windkanal ist nun 1 m lang , wenn einer deiner Lüfter 150 m³ / h schaufelt hast du am Ende eines geschlossenen Tunnels auch nach einem Kilometer 150 m³ raus gepresst , die Geschwindigkeit der zu erwartenden Luft vL ist also hier relevant.

Angenommen du hast einen Tunnel der Exakt der quadratischen Form des Lüfters entspricht , erwarte ich auf eine Länge von einem Meter bis auf vernachlässigbare Verwirbelungen am Ende deines Kanals keine sonderlichen Geschwindigkeits Defiziete. Möchtest du allerdings die Geschwindigkeit erhöhen , hast du nun also 2 Möglichkeiten :

A : dein Lüfter bzw. deine Lüfter drehen schneller
B : du verringerst im Idealfall linear den Querschnitt deines Kanals und benutzt kleinere Lüfter dich auch 150 m³ / h pressen ( dementsprechend hohe Drehzahl oder perverse Schaufelgeometrie verbunden mit hohem Luftwiderstand > höherer Energieaufnahme )

Nach letzterem Prinzip funktionieren z.B Turbinenflugzeuge .

Kurzum würde ich mir weniger Sorgen um die m³ an Luft mach wie um die Frage " wie bringe ich meine Strömung auf die gewünschte Geschwindigkeit . Denke diese ist essenziell für einen Windkanal

Vielen Dank schon mal bis hier...

Ich habe bereits die 4 Lüfter zusammengeschlossen sodass sich eine Eintrittsgröße der Luft,vor der Düse von genau 24*24cm ergibt. Die Geschwindigkeit des Luftstroms will ich durch eine verjüngung der durchsetzten Fläche in der Versuchskammer erreichen. Ich habe mir überlegt, dass ich von 24*24 auf 15*15 runtergehe. Ich erhoffe mir dadurch einfach dass das kontraktionsverhältnis von 1:2 dabei ausreicht um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Anbei eine grobe Skizze zum Aufbau.

 

[xxMuahdibxx]

und mal so nen kleiner Tip ...

auf Youtube findet man so einiges da kann man Gehirnschmalz für anderes verwenden.

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[Seboalt]

Ehrlich ... wie sollen wir das Beantworten wenn wir nicht mal wissen welchen Speed du erreichen willst ?

Auch die Länge vom Windkanal ist eher Nebensache ... würde man aber wissen wenn man sich mit der Strömungslehre befasst. Begriff Reibung an Oberflächen.. Oberflächenrauhigkeit u.s.w. und das bei Turbulenter Strömung.

Du kommst mit halbgaren Infos ohne dich vertieft damit zu befassen.

Dann sagst auch null über den Aufbau ... ergo Geometrie der Anlage ... verschaltung in Reihe oder parrallel ...

Das einzige was ich dir noch sagen kann es gibt auch 120 mm Industrielüfter die schaffen dann mehr Druck.

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Papst Lüfter z.b.

Ergänzung (24. September 2018)

Da Luft Komprimierbar ist kann man hier aber nicht einfach mit 150 m³ kommen ... es wird ja der Druck etwas erhöht durch den Ventilator.

Ja du hast recht... ich bin allerdings erst am Anfang des Ganzen und dachte ich frage hier einmal. Ich habe ja auch schon einen Aufbau wie du im oberen Post sehen kannst. Die Youtube Videos bringen mir ja auch nur bedingt etwas, da ich andere PC Fans habe und keine genauen Angaben zur Berechnung von Länge etc gemacht werden.

 

[haltezeit]

Da Luft Komprimierbar ist kann man hier aber nicht einfach mit 150 m³ kommen ... es wird ja der Druck etwas erhöht durch den Ventilator.

Ich denke die finale Liste der Störfaktoren bzw. physikalischen Neben und Quereffekte ist viel Länger ( Thermik , Luftfeuchtigkeit etc. )

Jedoch in diesem Versuchsaufbau in dieser Ordnungsgröße vieles vernachlässigbar , eine Kompression wird sich auf einen Meter gerader Ausströmung nicht sonderlich bilden somit ist auch kein sonderlicher Gegendruck zu erwarten .

 

[xxMuahdibxx]

http://windkanal.blogspot.com/

@ haltezeit sicher der Staudruck ist vernachlässigbar bei dem einem Meter ... wobei der Gleichrichter schon etwas ausmachen kann. Da bis zu dem die große Verwirbelung auftritt und sich gegenseitig beeinflusst und verlangsamt.

 

[Seboalt]

http://windkanal.blogspot.com/

Genau daran habe ich mich bis jetzt orientiert.

 

[haltezeit]

Vielen Dank schon mal bis hier...

Ich habe bereits die 4 Lüfter zusammengeschlossen sodass sich eine Eintrittsgröße der Luft,vor der Düse von genau 24*24cm ergibt. Die Geschwindigkeit des Luftstroms will ich durch eine verjüngung der durchsetzten Fläche in der Versuchskammer erreichen. Ich habe mir überlegt, dass ich von 24*24 auf 15*15 runtergehe. Ich erhoffe mir dadurch einfach dass das kontraktionsverhältnis von 1:2 dabei ausreicht um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Anbei eine grobe Skizze zum Aufbau.

Die Idee mit den Strohhalmen finde ich praktisch gelöst und zeigt dass du dich sehr wohl mit der Thematik auseinandergesetzt hast.

Jedoch wie bereits erwähnt in dieser Größenordnung denke ich ist auch die kleine Fläche der Strohlame welche gegen die Strömungsrichtung stehe eher das Gegenteil bzw. eine Verzögerung erzeugen werden.

Rein physikalisch betrachtet komprimierst du die Luft und bei zu hoher Kompression würde ein Gegendruck entstehen und die 4 Lüfter wären irgendwann nicht mehr in der Lage 600 m3 / h zu schaufeln aber auch das denke ich ist hier mehr Kommastelle.

Fälschlicher Weise denkt man oft dass in der Verengung der Druck steigt aber dies ist in solch einem Aufbau und auch bei Flugzeugturbienen nicht der Fall , Strömungsgeschwindigkeit und Druck lösen sich linear gegenseitig ab , anders wäre es wenn du am Ende einen Begrenzer der Strömungsmenge hast

 

[Seboalt]

Die Idee mit den Strohhalmen finde ich praktisch gelöst und zeigt dass du dich sehr wohl mit der Thematik auseinandergesetzt hast.

Jedoch wie bereits erwähnt in dieser Größenordnung denke ich ist auch die kleine Fläche der Strohlame welche gegen die Strömungsrichtung stehe eher das Gegenteil bzw. eine Verzögerung erzeugen werden.

Rein physikalisch betrachtet komprimierst du die Luft und bei zu hoher Kompression würde ein Gegendruck entstehen und die 4 Lüfter wären irgendwann nicht mehr in der Lage 600 m3 / h zu schaufeln aber auch das denke ich ist hier mehr Kommastelle.

Fälschlicher Weise denkt man oft dass in der Verengung der Druck steigt aber dies ist in solch einem Aufbau und auch bei Flugzeugturbienen nicht der Fall , Strömungsgeschwindigkeit und Druck lösen sich linear gegenseitig ab , anders wäre es wenn du am Ende einen Begrenzer der Strömungsmenge hast

Die Fläche der Strohhalme ist in der Version der Zeichnung noch nicht richtig. Ich werde 8 cm lange und 7mm Durchmesser Strohhalme benutzen. Außerdem denke ich, dass es aufgrund der hier präsentierten Meinungen sinvoll wäre die Lüfter die Luft durch eine Düse, dann die Strohhalme und zu guter letzt einen Diffusor ansaugen zu lassen, da so Luftverwirbelungen geringer als beim reinpusten sind und ja, ich habe mich damit beschäftigt, lediglich nicht mit der Mathematik/Physik dahinter also Berechnungen usw. Also dient die große Ansaugfläche nur für eine möglichst große Menge an Luft? Eine weitere Frage die ich nicht ohne weiteres erklärt kriege ist: Was optimale Verhältnisse für Diffusor und Düse sind.

 

[Mortal1978]

Strömungsverhalten von Gasen. Schwierig!

allgemein gilt: je länger der Tunnel, desto stärker die Rückkopplung. bläst du in eine n 1km langen Tunnel Luft, bildet sich nach einer gewissen Strecke eine Blase hohen Luftdrucks, die auf den Einlass zurück drückt. erst nach sehr langer zeit gleichen sich diese Luftwellen genug aus, um quasi kontinuierlich zu wirken (von außen gesehen). Das ist quasi Auspuff-Physik

Also muss für maximale Effizienz die Anordnung der Lüfter so sein, dass sie die durch die Ventilatorblätter erzeugten Verdichtungswellen von einem Lüfter zum nächsten trägt, möglichst ohne zuviel Verwirbelungen.

experimentell brauchst du ei nen gläsernen Tunnel passgenau f ür die Lüfter und Rauch und eine Hochgeschwindigkeitskamera. alles kein Hexenwerk. und dann natürlich noch ein Flowmeter (rein/raus)