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
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.
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.
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.
Bilag 1:
B