Dampmaskine | Fysikforsøg

Side 1

Fysik rapport dampmaskine

Pelton turbine er en impuls type for vand turbine. Turbinen er opkaldet efter opfinder Lester Allan Pelton, som opfandt turbinen i 1870’erne. Pelton turbinen udvinder energi fra impuls

vand/damp i bevægelse.

Pelton design var en af de mange modeller der fandtes, men man mente at Peltons design var en af de mest effektive da Peltons model var udformet på den måde at kunne udnytte næsten alt mulige impuls

energi af vandet/dampens impuls

energi, hvilket gjorde den en af de mest effektive turbiner.

Pelton turbinen er lavet på den måde at der er flere roterende række for skeformede spande, som også er kaldt for ”impuls blade”. Når impuls bladene bliver fyldt op med

vand/damp begynder hjulet at roteret rundt. Her bliver der gjort brug af vandet impuls

energi, som udøver drejningsmomentet på spanden og ”hjul-systemet”.

Forsøgets udførelse:

I dette forsøg vil jeg optænde en dampmaskine, ved brug af sprittabeletter. Sprittabeletterne vil skabe ild og varme til vores vandtank, der er fyldt op med vand, som vil begynde at koge og blive omformet om til damp. Dampen vil blive udløst, for at påvirker vores turbine, som efterfølgende begynde at rotere. Ved rotationen kan vi få vores elastik i omdrejninger, som vil påvirke den generator som elastikken er spændt op

Side 2

til, og vil derefter skabe elektrisk energi ved hjælp af elastikken omdrejninger og friktion.

For kan nå frem til et resultat, har jeg brugt denne fremgangsproces:

1. Vandtanken blev fyldt op med vand. Det er vigtigt at fylde tanken halvt op, da vandet hurtigt kommer op at koge, og bliver til damp. Når tanken er fyldt halvt op, er der nok vand til at producere damp nok, til at påvirke turbinen.

2. Optænding af sprittabeletter for at kunne på vandet til at nå sit kogepunkt, så det kunne blive til damp. Der blev brugt 3 tabeletter ved optændingen af tørsprittabeletterne. Det er mest fornuftigt at tænde dem holdende med en tang, da tabeletterne kan være besværelige at få sat ild i. Når den første tabelet er tænd, kan man udnytter ilden fra den første tabelet, til at få sat ild i de andre ved at ligge den ned til de andre, som stille og roligt også ville blive antændt. Det er dog vigtigt at de ligger tæt op af hinanden.

3. Det er vigtigt man husker at lukke for ventiler til vandtanken, så dampen ikke går til spilde. Når man har tændt op for sprittabeletterne, tjekker man efterfølgende om alle udvejen for dampen er lukket, så man kan få det mest mulige høje tryk inde i vandtanken, som vi senere kan bruge til at få turbinen til at rotere.

4. Man sætter en elastik fra turbinen til generatoren, så vi kan få elastikken til at følge turbinens omdrejninger, og overføre energien til vores generator.

5. Vær opmærksom på trykket inde i vandtanken, når trykket er på 2-2,5 atm, er trykket højt nok til at kunne blive udløst, så det kan få Pelton turbinen til at rotere. Når turbinen rotere, kan vi skabe energi fra turbinens omdrejninger til vores generator.

6. Når vi fået skabt energi til vores generator, er forsøget slut, og vi kan nu aflæse vores resultater. Vi sørger for at sprittabeletterne er brændt ud, og alt trykket er lettet af vores vandtank, for sikkerhedsmæssige årsager.

Side 3

Materiale:

• Dampmaskine

• Sprittabeletter 4 gram.

• Demineraliseret vand

• Elastik

• Tændstikker

• Generator

Resultat:

Bud på areal på rød graf:

Bredte på 6 sekunder

Gennemsnitshøjde på 0,005 A

Bredte på 6 sekunder

Gennemsnithøjde på 0,025 V

Effekten = spænding*strømstyrke
0,005 A*0,025 V = 0,000125 W
Energi = effekt * tid
0,000125W*6s=0,00075 J

30MJ/kg

30.000 kJ

J pr. Kg = 30.000 j pr. g

(se bilag 1)

Resultatet var som forventet, ud af de 3 sprittabeletter kunne vi ikke skabe en stor elektronisk energi. Hvis man ser på det vedlagte bilag, kan man se at vi ikke skabte meget strøm, og spændingen var meget lav. For at beregne den elektroniske effekt gangede jeg spændingen med strømstyrken, hvilket resultat var at effekten var

0,000125 Watt, hvilket ikke er meget lavt. Energien blev udregnet ved at gange effekten med tiden, hvor resultatet blev 0,00075 J.

Resultatet er som sagt ikke overraskende, men som forventet.

Side 4

Fejlkilder:

I mit forsøg virkede min trykmåler ikke, så jeg havde ikke overblik over hvor højttrykket var på, hvilket gjorde at jeg ikke kunne sige med 100% sikkerhed at trykket var på det ønskede antal bar, som forsøget krævede. Som et andet alternativ, prøvede jeg at udløse lidt damp, for at aflæse om trykket var lavt eller højt. Man kunne også høre om vandet var oppe at koge, som ville betyde at der ville blive skabt et damp, og hermed et tryk inde i vandtanken.

En anden fejlkilde kunne være min generator, som her var en lygte som skulle lyse, her kan fejlkilden være at pæren i lygten ikke virkede optimalt, da alderen på pæren ikke var oplyst.

Konklusion:

Ud fra resultatet af forsøget kan man konkludere at 0,00075 J er ikke meget energi man kunne få ud fra 3 sprittabeletter.

Og ud fra dette forsøg kan jeg konkludere at, hvis formålet er at skabe energi fra sprittabeletter igennem damp til en turbine, er det ikke vejen frem. Der bliver ikke produceret nok energi, til at bruge det som en fast energikilde. Der er meget energi som går tabt af dette forsøg, vandet i vandtanken bliver varmet op til sit kogningspunkt, og derefter bliver til damp, her går meget energi tabt ved at varme vandet op med ild, da man ikke kan ”fange” alt varmen, som spreder sig i rummet og går tabt, i forhold til formålet i forsøget.

Man har igennem tiden fundet ud af det ikke er den mest optimale måde at skabe energi, men da der ikke har været andre alternativer, har det været en nødvendighed at bruge denne form for energi kilde til at skabe strøm.

Side 5

Bilag 1:
Graf 1
Kør #1
Strøm (A)
0,000 -0,005 -0,010 -0,015 -0,020
Tid (s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Kør #1
Spænding (V)
0,00 -0,02 -0,04 -0,06 -0,08
Tid (s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15