Pascal und die Lüfter

[Starfox555]

Das Beutelverfahren klingt interessant. Bei der Suche nach einem großen dünnwandigen Folienbeutel, bin ich aber noch nicht fündig geworden. Und ne gleichzeitige Lautstärkemessung könnte dabei auch problematisch sein. Außerdem bin ich mir immer noch unsicher, wie man aus dem Volumenstrom die abgeführte Verlustleistung des Radiators möglichst exakt errechnen kann. Die Fläche der RadiatorFinnen lässt sich ja vielleicht noch genau ermitteln. Aber die Einflüsse durch Luftstrom-Fokusierung und Luftstrom-Rotation auf die gleichrichtenden RadiatorFinnen, lassen sich nicht so einfach mit einbrechnen.

Da wird es evtl. irgendwo Bausätze geben, das wäre weniger ein Problem. Und ließe sich mit passenden Sensoren auch im Eigenbau realisieren.
Die Möglichkeiten damit eine feste Größe an Volumen durch die individuell aufgebrachte Zeit zu bestimmen gibt Rückschlüsse wie viel Luft innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit umgewälzt werden kann. Was die Herausforderung dabei ist, wäre eher eine Schnellkupplung zu bauen und Sensoren zur Zeitbestimmung.
Dies da jeder Lüfter andere Anlaufgeschwindigkeiten hat. Somit müsste der Lüfter bei einer gewissen Drehzahl (Chancengleichheit) exakt via abgedichteter Schnellkupplung unmittelbar nach Arretierung mit der Zeiterfassung starten, und via Sensoren bei gefülltem Beutel stoppen. Somit hat man jeweils eine individuelle Zeit für die gleiche feste Menge an Volumen als zusätzlichen Referenzwert..
Die Schnellkupplung dürfte jedoch nicht manuell, sondern müsste automatisiert mechanisch erfolgen, damit keine differenzen im Millisekunden Bereich entstehen können..
Also Lüfter auf z.B. 2000 RPM bringen, automatisiert koppeln und Zeit starten, und bei vollem Beutel (Rückmeldung Sensoren) Zeit automatisiert stoppen. Das selbe dann bei 1700 RPM, oder 3000 RPM etc.

Dieser Vorschlag wäre nur ergänzend zu den Modifikationen von Igor wie z.B. das von ihm im ersten Statement und oben auch nochmal erwähnte Upgrade mit dem Abwärme Testgerät, als auch der Neu-Kalibrierung der Messkammer durch Fritz zu betrachten. Das Messmikrophon würde bleiben wo es ist, eine optionale Schallisolierung und Abdichtung der Anlage, so wie bei den kesselförmigen Messkammern der Anlage von Cybenetic, ist wegen dem Ein und Auslass (Quelle für einströhmenden Fremdschall) schwer im Eigenbau zu realisieren. In einem schalldichten Tonstudio hätte man andere Voraussetzungen.

 

[S.nase]

Bei dem WindsackTest könnte man zwei Lüfter verwenden. Ein Lüfter erzeugt einen Unterdruck, um den Sack zu entlüften. Und der zweite Lüfter erzeugt den Überdruck um den Sack zu füllen. Mit einer Klappe wird erst der ÜberdruckLüfter abgedeck, so das der UnterDruckLüfter den Sack vollständig entleert.



Beim Umlegen der Klappe wird die Zeitmessung gestartet. Sobald der Sack komplett gefüllt ist, steigt die Drehzahl des ÜberdruckLüfters an(Strömungsabriss am Flüglerad), und die Zeitmessung wird gestopt.


Die vom Radiator abgeführte Wämeleistung zu messen, erscheint mir aber immer noch praktikalber. Statt dem Tauchsieder könnte man auch einen KLeinBoiler(5L, 35°C) als Wärmequelle verwenden. Der ist von Hause aus schon vernüftig isoliert. Zusammen mit ner SchlauchIsolierung und KunststoffPumpenTop, dürften relativ wenige Wärmeverluste entstehen. Mit einem brauchbaren EnergieMonitor, misst man dann nur noch die Energie, die zum Nachheizen verbraucht wurde.

 

[Starfox555]

Bei dem WindsackTest könnte man zwei Lüfter verwenden. Ein Lüfter erzeugt einen Unterdruck, um den Sack zu entlüften. Und der zweite Lüfter erzeugt den Überdruck um den Sack zu füllen. Mit einer Klappe wird erst der ÜberdruckLüfter abgedeck, so das der UnterDruckLüfter den Sack vollständig entleert.

Anhang anzeigen 29580

Beim Umlegen der Klappe wird die Zeitmessung gestartet. Sobald der Sack komplett gefüllt ist, steigt die Drehzahl des ÜberdruckLüfters an(Strömungsabriss am Flüglerad), und die Zeitmessung wird gestopt.


Die vom Radiator abgeführte Wämeleistung zu messen, erscheint mir aber immer noch praktikalber. Statt dem Tauchsieder könnte man auch einen KLeinBoiler(5L, 35°C) als Wärmequelle verwenden. Der ist von Hause aus schon vernüftig isoliert. Zusammen mit ner SchlauchIsolierung und KunststoffPumpenTop, dürften relativ wenige Wärmeverluste entstehen. Mit einem brauchbaren EnergieMonitor, misst man dann nur noch die Energie, die zum Nachheizen verbraucht wurde.


Anhang anzeigen 29581

Man benötigt Sensoren am Beutel um den Druck bei vollständiger Füllung zu bestimmen. Ist dieser Erreicht, muss dies einen Steuerungsimpuls für die Zeitmessung auslösen, Stop. Der Start ist schwieriger, da es eine abgedichtete Kupplung benötigt, dies ist desshalb wichtig, dass keine Luft entweichen kann, und wie bereits von mir beschrieben erforderlich für eine Live Zuschaltung in 2000rpm Betrieb. Da jeder Lüfter eine unterschiedliche Anlaufzeit benötigt. Da diese differenzieren wird, würde dies den Faktor Zeit/bis der Sack gefüllt ist um die jeweiligen Differenzierungen verfälschen.

Die Ergebnisse der festen Größe Volumen und der Variablen Größe Zeit kann man dann als Referenzwerte nehmen um den vorher mit der Messkammer und den Anemometer gemessenen Volumenstrom zu validieren. Dann hätte man bei rechnerischer Identität doppelte Validität von zwei unterschiedlichen/unabhängigen Messmethoden.

Wegen der Temperatur, lese Dir Igors erstes Statement nochmal durch, da ist es beschrieben was geupgradet wird und macht auch Sinn.

Zusätzlich wird ja noch neben dem statischen Druck am Radiator, die Watt Leistung die weg gekühlt, als auch die Temperatur, in neue Lüfter-Tests mit aufgenommen. Das passt doch alles schon bereits.

In wie weit @FritzHunter01 auch eine Schalldichte Chamber mit geringstmöglichem Grundrauschen hat, weiß ich bislang nicht. Vertraue aber auf dessen Kompetenz ein qualitativ entsprechendes Mess Mikro entsprechend zu kalibrieren und ein passendes reproduzierbares Environment zu schaffen aus dem man ein gleichbleibendes Grundrauschen dann herausrechnen kann.

 

[S.nase]

Die Lüfterdrehzahl ist zwar eine gut messbarer Wert, aber für einen Vergleich nicht brauchbar. Weil die Lüfterdrehzahl bei gleichem PWM-Signal ansteigt, wenn dem Luftstrom ein größerer Widerstand entgegen gesetzt wird. Das liegt am "Schlupf" des Lüfterrads im Luftstrom.

Schon deswegen sind Vergleichstest bei gleicher Drehzahl relativ sinnfrei.

Kannst ja mal einem frei stehenden Lüfter auf 1500Umin einstellen, und dann den Lüfter auf einen Radiator schrauben.

Entweder hält die Lüftersteuerung die Drehzahl auf 1500Umin stabil, und muß dazu das PWM-Signal/DC-Spannung reduzieren(=Drehzahlgesteuert).
Oder die Drehzahl steigt an, weil die Lüftersteuerung das PWM-Signal/DC-Spannung stabil hält(=Leistungsgesteuert).

 

[Starfox555]

Die Lüfterdrehzahl ist zwar eine gut messbarer Wert, aber für einen Vergleich nicht brauchbar. Weil die Lüfterdrehzahl bei gleichem PWM-Signal ansteigt, wenn dem Luftstrom ein größerer Widerstand entgegen gesetzt wird. Das liegt am "Schlupf" des Lüfterrads im Luftstrom.

Schon deswegen sind Vergleichstest bei gleicher Drehzahl relativ sinnfrei.

Kannst ja mal einem frei stehenden Lüfter auf 1500Umin einstellen, und dann den Lüfter auf einen Radiator schrauben.

Entweder hält die Lüftersteuerung die Drehzahl auf 1500Umin stabil, und muß dazu das PWM-Signal/DC-Spannung reduzieren(=Drehzahlgesteuert).
Oder die Drehzahl steigt an, weil die Lüftersteuerung das PWM-Signal/DC-Spannung stabil hält(=Leistungsgesteuert).

Es ist üblich, dass Drehzahl bezogen gemessen wird für einen Vergleich zu anderen Lüftern bei selbiger Drehzahl. Diese mittels Lasermessgerät zu verifizieren wäre erheblich aufwendiger als der Bau einer Revolverkupplung mit Einrastfunktion, wobei es da sicherlich auch günstige Bausätze aus Asien gibt, so, dass man diese nicht selber Konstruieren muss. Die Dichtungen zwischen Spannvorrichtung an der Revolverkupplung und Einlassgegenstück vor dem Beutel müsste in jedem Fall im Eigenbau erfolgen. Wäre aber vermutlich noch unter den Kosten eines Qualitativ entsprechendem Anemometers. Dazu möchte ich Laotse zitieren:
,,Der Sinn, der sich nennen lässt, ist nicht der Ewige Sinn."
Aber, das wurde mir nun erst bewusst, verstehen wir nicht, sondern nur Pascal.
Aber Menschen können sich ändern und wir sind in der Lage zu Entschuldigen und zu Vergeben.

In diesem Sinne allerseits einen ruhigen vorheilligabendlichen Weihnachtsfeiervorbereitungsabend und mögen euch die Coronas fernbleiben.

 

[S.nase]

Das "übliche" Methoden nicht immer gut funktionieren, sollte ja wohl fast Jedem in den letzten Tagen aufgefallen sein.

Ob das am Lüfterstecker ausgegebene DrehzahlSignal mit der Realität übereinstimmt, braucht man ja nur einmal vor dem Testlauf überprüfen.


Das ändert aber nix daran, das man zwei unterschiedliche Lüfter nicht bei gleicher Drehzahl sinnvoll vergleichen kann.

 

[Starfox555]

einmal vor dem Testlauf überprüfen.

So es sich während des Testlaufes nicht mehr ändert, wie willst Du dann zwei oder mehrere Lüfter unabhängig von der Drehzahl vergleichen?
Mit einem Laser jede einzelne Rotation zählen und dann die Zeit in Relation zu der gesamt rotationen per Zeiteinheit bis der Behälter gefüllt ist setzen? Und diesen Wert als Referenzwert zum Vergleich verschiedener Lüfter heranziehen?

Das "übliche" Methoden nicht immer gut funktionieren, sollte ja wohl fast Jedem in den letzten Tagen aufgefallen sein.

Darum wird ja auch einiges geändert und da vertraue ich auch auf das technische Sachverständnis von Fritz, dass korrekt kalibriert und gemessen wird. Du kannst ja noch bei Igor einen Kasten für Verbesserungsvorschläge und Konstruktionszeichnungen beantragen.

 

[Starfox555]

Einen Volumenstrom kann man an Luftdurchlässen auch ganz einfach wie folgt nach Norm ermitteln:
Anhang anzeigen 29535

Der Vorschlag von @echolot ist bis auf die Schnellkupplung einfach zu realisieren, aber vielleicht hat ja noch jemand eine bessere Idee damit dabei die unterschiedliche Anlaufzeit der Lüfter nicht ins Gewicht fallen kann, als eine automatisierte Schnellkupplung.

 

[S.nase]

Mit einem Wechselverschluß oder Klappe(#162) braucht mal doch keine Schnellkupplung, und auch keine Anlaufzeit, weil die beiden Lüfter doch ständig an bleiben können.

 

[big-maec]

Du kannst ja noch bei Igor einen Kasten für Verbesserungsvorschläge und Konstruktionszeichnungen beantragen

Kann sein das Igor darauf allergisch reagiert, denke mal schon er hat die richtigen Personen gefunden für die nächste Version. Ich würde mich vorsichtshalber ducken.

 

[Igor Wallossek]

Warum? Bandbreite an Meinungen... Das hat noch nie geschadet

 

[big-maec]

Man sagt doch immer viele Köche verderben den Brei. Hätte da gedacht das man dann ein wenig Abstand nimmt von zuvielen Meinungen.

 

[Starfox555]

Mit einem Wechselverschluß oder Klappe(#162) braucht mal doch keine Schnellkupplung, und auch keine Anlaufzeit, weil die beiden Lüfter doch ständig an bleiben können.

Wenn ein Lüfter, ergänzend zu den Testungen von Fritz, getestet werden soll mit der von @echolot vorgeschlagenen Methode, dann spielt es eine Rolle, dass das Volumen des Beutels mit gleichbleibender Latenz von unterschiedlichen Lüftern befüllt werden kann.

Fire Marshall Bill (zu finden auf YouTube) könnte das wohl am besten erklären.
Letmetellyousomething.

Du bringst den Lüfter auf Drehzahl von 3000 RPM, der Beutel ist lehr, Du betätigst die Klappe, die Zeit wird beim Einrasten gemessen. Der Beutel ist voll, die Sensoren melden die Zeit. Du machst es nochmal nochmal mit dem selben Lüfter auf voller Drehzahl, aber dann, oh nein, Du bekommst eine andere Zeit angegeben.

Dies liegt daher, dass vor dem Einrasten durch manuelles betätigen der Klappe bereits Luft in dem Beutel strömt.
Und diese Menge ist bei manueller Betätigung im Millisekundenbereich bereits eine mögliche Quelle von Differenzen. Daher mein Vorschlag mit einer automatisierten Schnellkupllung, damit sich jene Latenz, (Menge an Luft die in den Beutel vor dem Einrasten strömt), identisch ist.

Die Idee von Dir mit dem Lüfter der den Beutel lehr saugt ist prinzipiell gut. Jedoch ist die Frage, ob dieser es schafft, das komplette Volumen des Beutels in immer gleicher Weise komplett Lehr zu saugen, oder ob dies Igors Xiaomi Staubsauger von der Computer mit 5000 PS evtl. besser gelingen könnte.

In eine Revolver Schnellkupllung könnte man gleich mehrere Lüfter einspannen und würde Zeit sparen. Die Messung könnte quasi automatisiert erfolgen.

 

[Martin Gut]

Der Beutel ist voll, die Sensoren melden die Zeit.

Im Vergleich zu den bewährten Testmetoden tönt das für mich etwas nach einer Bastellösung. Wie erkennt man exakt wann der Beutel voll ist. Beim Aufblasen ist der Beutel ja nicht immer exakt gleich geformt. Gegen Ende bremst der fast volle Beutel den Luftstrom ab. Somit misst man nicht bei konstant gleichen Bedingungen sondern mit steigendem Widerstand. Mehr als eine grobe Kontrolle ob man nicht ganz daneben liegt bekommt man mit so etwas kaum hin.

Und wer entsorgt dann all die vollgeblasenen Abluft-Beutel?

 

[Starfox555]

Im Vergleich zu den bewährten Testmetoden tönt das für mich etwas nach einer Bastellösung. Wie erkennt man exakt wann der Beutel voll ist. Beim Aufblasen ist der Beutel ja nicht immer exakt gleich geformt. Gegen Ende bremst der fast volle Beutel den Luftstrom ab. Somit misst man nicht bei konstant gleichen Bedingungen sondern mit steigendem Widerstand. Mehr als eine grobe Kontrolle ob man nicht ganz daneben liegt bekommt man mit so etwas kaum hin.

Und wer entsorgt dann all die vollgeblasenen Abluft-Beutel?

Hast Du Dir die echolotsche Zeichnung dazu angesehen? Der Vorschlag ist von ihm, ich habe diesem lediglich, nachdem ich ihn für den Igorslab Daseinsberechtigungsaward nominiert habe, modifiziert aufgrund nächtlicher Infragestellungsgedanken.

(Nightmare before Christmas)

Deine Kritik ist berechtigt und der Beutel welcher in einer Vorrichtung eingespannt und mit Drucksensoren versehen ist, bleibt identisch. Solche Testungen sind aber auch nicht unbekannt und werden auch in der Industrie verwendet für diverse Bestimmungen und haben mehr als Bastelcharakter.

 

[S.nase]

Ich würde den Beuteltest halt nicht bei konstanter Drehzahl machen, so dern bei konstantem PWM-Signal.




Der zu testende LüfterA läuft stendig mit zB. 50% PWM. Der Unterdruck LüfterB läuft stendig auf 100% PWM, und könnte ja auch irgendein leistungsstarker Industrie Lüfter sein.

Am Start des Test, verschließt die Klappe den zu testenden LüfterA. Dadurch liegt praktisch keine Last auf dem Flügrlrad vom TestLüfterA(Strömungsabriss an den Flügeln). Das hat die Folge, das der abgedeckte TestlüfterA mit sehr hoher Drehzahl arbeitet, weil ja keine Luft bewegt wird.

Im gleichen Moment saugt der UnterdruckLüfterB den MessSack leer. Sobald der MessSack leer ist, reißt auch die Strömung an dem Flügeln des UnterdruckLüftersB ab, und die Drehzahl des UnterdruckLüftersB steigt an.

Nun ist der Testlauf startbereit(beide Lufter haben Maximal messbare Drehzahl).

Wenn ich jetzt die Klappe langsam umlege, saugt der UnterdruckLüfterB gleichzeitig die Luft aus dem Testsack und den Luftstrom des TestlüfterA ab. Erst wenn die Klappe sich mit einem "Knall" ganz umgelegt hat, kann der UnterdruckLüfterB keine Luft mehr absaugen, und der TestlüfterA fängt an den Testsack zu füllen. Dabei sinkt die Drehzahl des TestlüfterA etwas ab, weil er ja jetzt Luft in den Testsack schaufeln kann(=Zeitmessung beginnt).

Hat der TestlüfterA den TestSack komplett gefüllt, kann er keine Luft mehr schaufeln, und seine Drehzahl steigt etwas an(=Zeitmessung endet).

Man braucht also garkeine Sensoren, wenn man den Drehzahlverlauf vom TestlüfterA einfach nur aufzeichnet(Drehzahl-Log erstellt). Im DrehzahlLog kann man dann nachträglich ganz einfach am Drehzahlverlauf die Zeit markieren, in der der TestlüfterA tatsächlich Luft in den TestSack transportiert hat.





Der Drucksensor im TestSack ist nur notwenig um das ZeitmessungsEnde(TestSack voll)zu detektieren, wenn man keinen Zugriff auf die Lüfterdrehzahl hat, oder am Lüfter mehrere LüftungskanalAusgänge angebunden sind.

 

[Martin Gut]

Dadurch liegt praktisch keine Last auf dem Flügrlrad vom TestLüfterA(Strömungsabriss an den Flügeln).

Bei einem Strömungsabriss ist der Auftrieb klein, der Widerstand aber sehr hoch, da sehr viele Luftwirbel entstehen.

 

[Starfox555]

Ich denke, dass zur Volumenbestimmung Sensoren am Beutel präziseres Feedback geben. Und ja @Martin Gut, es ergänzt die bestehende Messkammern durch einen zusätzlichen Referenzwert aber ersetzt diese nicht.

 

[S.nase]

Kannst ja mal bei einen beliebigen AxialLüfter die Abluftseite mit einer Pappe abdecken/zuhalten, und die Lüfterdrehzahl(leistungsgesteuert) oder die Leistungungsaufnahme(drehzahlgesteuert) beobachten. Das passiert auch, wenn der TestSack voll ist.

Ist genau das Gleiche wie bei einem Staubsauger oder unseren leisen Wasser"pumpen". Da ist ja idR auch ein leistungsgesteuerter Motor mit Flügelrad drin, bei dem die Drehzahl ansteigt, sobald kein Medium mehr hindurch transportiert werden kann( du also die Zugans- oder AbgangsSeite zu hältst).

 

[Starfox555]

Kannst ja mal bei einen beliebigen AxialLüfter die Abluftseite mit einer Pappe abdecken/zuhalten, und die Lüfterdrehzahl(leistungsgesteuert) oder die Leistungungsaufnahme(drehzahlgesteuert) beobachten. Das passiert auch, wenn der TestSack voll ist.

Ist genau das Gleiche wie bei einem Staubsauger oder unseren leisen Wasser"pumpen". Da ist ja idR auch ein leistungsgesteuerter Motor mit Flügelrad drin, bei dem die Drehzahl ansteigt, sobald kein Medium mehr hindurch transportiert werden kann( du also die Zugans- oder AbgangsSeite zu hältst).

Die Frage, was präzisere Werte liefert, PWM Steuerung oder Feindruckmesssensor, könnte man in einem Experiment bestimmen.