Auftriebskraftwerk

@delta.m

Isch habe da mal wat vorbereitet:

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@delta.m

delta.m schrieb:Kommt doch auf das Gewicht des Kolbens (grau) an, oder?

Das blöde dabei ist, daß man nicht nur einen Faktor betrachten kann, höheres Gewicht des Kolben, sondern auch die anderen Faktoren dagegen arbeiten, mehr Gewicht -> mehr benötigter Auftrieb mit allem was damit wieder zusammen hängt. Deschain hat recht, es bleibt immer im Gleichgewicht.

@holzauge

holzauge schrieb:mich würde ja wirklich mal interessieren was so in den Köpfen derer vor sich geht denen
man so ein tolles AuKW verkauft hat und dann erzählt, das es leider nix wird mit dem AuKW
weil bla bla bla

Es läuft wie immer: Schuld sind die anderen. Damit wird die Wut und Enttäuschung auf andere gelenkt. Rosch und Gaia werden sich selbst als Opfer darstellen.

@euclid

Man muss das ganze als Summenspielchen in potentieller Energie betrachten.

In Position 4 gibt es potentielle Energie durch die Lageenergie des Kolbens - diese ist das Gewicht des Kolbens mal Länge des Zylinders mal g. Dieser steht der Wasserdruck auf die Unterseite des Kolbens entgegen.

Erstmal die einfachen Grenzfälle:

1. Der Kolben ist leichter als Wasser, dann bewegt sich der Kolben garnicht, der Schwimmkörper hat eine potentielle Auftriebsenergie die dem Volumen des Kolbens mal der Differenz der Dichten von Kolben und Wasser mal g entspricht. Der Zylinder ist unnötig.


2. Der Kolben ist wesentlich schwerer als Wasser; dann sinkt der Kolben bis an den Boden des Zylinders, der Zylinder wird aber von selber nicht schwimmen, dass AuKW funktioniert nicht.

Jetzt der interessante Fall:

Wenn der Kolben nicht extrem viel dichter ist als Wasser (oder die Wassersäule sehr hoch) wird der Kolben so lange sinken, bis ein Gleichgewicht zwischen Wasserdruck auf die Unterseite des Kolbens und Gewicht des Kolbens erreicht wird. Dann ist aber die potentielle Energie des Schwimmkörpers insgesamt genau Null, d.h. der Schwimmkörper schwebt im Wasser.

@euclid

Andere Betrachtungsweise, die zum gleichen Ergebnis führt: Der Schwimmkörper kann auch als homogener Körper dargestellt werden, der eine Dichte hat, die sich nach folgender Formel berechnet:

a/(a+b+c) * Dichte Kolbenmaterial + b/(a+b+c) * Dichte Luft + c/(a+b+c) * Dichte Wasser.

a ist der (fixe) Volumenanteil des Kolbens, b das Luftvolumen, c das Wasservolumen, a+b+c das Gesamtvolumen des Schwimmkörpers.

Da a+b+c fix ist und a ebenfalls nicht geändert werden kann, vereinfacht sich der Term soweit, dass es nur noch um die Bestimmung von b und c geht. Aus der Gleichung ist offensichtlich, dass immer entweder Schritt 1-2 oder Schritt 4-5 nicht so funktionieren, wie vom Erfinder gedacht.

@Rho-ny-theta

holzauge schrieb:nach den ersten abtauchen stellt sich ein stabiler Zustand ein
wo ist abhängig vom Gewicht der "Ventil-Platte"

JA ?

@holzauge

Ja

mercie :)

aber deine Erklärung ist natürlich viel schöner
erkenne ich neidlos an

Rho-ny-theta schrieb:d.h. der Schwimmkörper schwebt im Wasser.

Ein Kolben mit geringerer Dichte als Wasser könnte seine vorgesehene Funktion nicht erfüllen. Hat der Kolben eine höhere Dichte als Wasser, kann das System nicht schweben, es wird immer zu Boden sinken.

@Rho-ny-theta

Das Gewicht (grau) ist so schwer, dass es auf jeden Fall die Luft bei 4 -> 5 in den Behälter "zieht".
Dass sich der EINE gezeichnete Behälter nun nicht von allein wieder nach oben bewegt, ist klar.
Es geht um den Gesamt-Energie-Kreislauf (Nr. 1 -> 7).
d.h. wieviel Energie muß ich für einen Zyklus hineinstecken und
wieviel Energie bekomm ich dabei wieder zurück.

(Natürlich ist es ein 0-Summen-Spiel, die Frage ist nur, wo verliere ich die Auftriebsenergie 5 -> 6)

@pluss

pluss schrieb:Ein Kolben mit geringerer Dichte als Wasser könnte seine vorgesehene Funktion nicht erfüllen

da stimme ich zu

pluss schrieb:Kolben eine höhere Dichte als Wasser, kann das System nicht schweben, es wird immer zu Boden sinken.

ich glaube da irrst du

denn ob der Kolben/Ventilplatte sinkt oder nicht ist abhängig von der Wassertiefe bzw dem daraus resultierendem Anpressdruck an den Zylinderboden.

Erst wenn das Gewicht größer dem Anpressdruck ist bewegt sich der Kolben überhaupt nach unten und zwar so lange bis Anpressdruck Fläche x wS / Gewicht+Auftrieb in Balance sind

Bei 2m Wassersäule müsste der Kolben dann schon über 2 Tonnen wiegen, andernfalls kann er kein Volumen freigeben für Luft.

@pluss
das komm ganz auf die Fläche des Zylinders an

bei 10m Tiefe und 1m² Fläche müsste sich der Kolben gegen 1bar x 10.000cm² stemmen
der Kolben müsste mindesten 10 Tonnen wiegen damit er sich überhaupt vom Zylinderboden löst
und sinkt, dann müssten 10m³ Luft nachströmen um genügend Auftrieb zu produzieren
bei m² der gesamte Zylinder von 10 m Länge also keine Bewegung

bei 20 m Tiefe und 20m langen Zylinder wird der 10 Tonnen Kolben auf 10m Wassertief sinken
und dort verharren weil dort die Gegenkraft durch den Wasserdruck 10 Tonnen entspricht.

Und in allen Fällen sinkt das Gesamtsystem zu Boden. Schweben kann da nichts.

bei 10m Tiefe und 1m² Fläche müsste sich der Kolben gegen 1bar x 10.000cm² stemmen
der Kolben müsste mindesten 10 Tonnen wiegen damit er sich überhaupt vom Zylinderboden löst
und zu sinkt, dann müssten 10m³ Luft nachströmen um genügend Auftrieb zu produzieren

Der Zylinder hätte aber selbst ohne Kolben nur ein Volumen von 10m³ ;-)

@pluss

Der Zylinder hätte aber selbst ohne Kolben nur ein Volumen von 3,18m³ ;-)

sag ich doch, stabiler Zustand keine Bewegung

holzauge schrieb:dann müssten 10m³ Luft nachströmen um genügend Auftrieb zu produzieren
bei m² der gesamte Zylinder von 10 m Länge also keine Bewegung

aber du verwechseslt zudem Durchmesser mit Fläche oder so

denn 1m² Fläche x 10m Länge = 10m³ und nicht hast du gerade korrigiert da stand 3,14 m³

sag ich doch, stabiler Zusatnd keine Bewegung

Keine Bewegung wird der eine oder andere als Gleichgewichtssituation assoziieren.
Das ist ja aber nicht der Fall. Das keine Bewegung möglich ist in deinem Beispiel, liegt ja darin begründet, dass das System auf dem Grund liegt und dort auf dem Boden eine Kraft ausübt.

@pluss
@holzauge

Die Maße spielen erstmal keine Rolle, das wäre mehr ein techn. Problem.
Es geht hier mehr ums Prinzip.

Man muß sich diesen einen Behälter an ein AuKW- Karusell montiert vorstellen.
Nun wird ein Umlauf gestartet und dabei die benötigte bzw. erhaltene Energie gemessen (Reibung vernachlässigt).
Da das Gewicht nach einem Zyklus wieder die gleiche Höhe hat, kann man es aus der Betrachtung streichen.
Bleibt noch der Auftrieb 5 -> 6.

delta.m schrieb:Bleibt noch der Auftrieb 5 -> 6.

Den kann man auch streichen, zum einen weil keine Luft in den Zylinder gelangt, und zum anderen wäre der Auftrieb (wenn Luft eingepresst wird) ja um Potenzen geringer als die Gewichtskraft.

@pluss

Warum sollte keine Luft in den Zylinder gelangen, wenn das Gewicht genügend groß ist (oder mach ich hier einen Denkfehler?)

pluss schrieb:wäre der Auftrieb (wenn Luft eingepresst wird) ja um Potenzen geringer als die Gewichtskraft.

Da hast Du recht. Der Auftrieb wäre natürlich lächerlich klein :)

@pluss
und nun stell dir ein Rohr von 20m Länge und 1,13cm Durchmesser vor,
das stellst du in 20m tiefes Wasser, der Wasserstand innen und außen wird exakt gleich sein.

nun verschließt du oben das Rohr und pumpst Luft hinein, du wirst genau 1 bar Druck
aufbauen müssen um das Wasser auf eine Tiefe von 10m aus dem Zylinder zu drücken.

bei einem 1m² entspricht das genau 10 Tonnen Gewicht

du kannst also die Luft wieder rauslassen und stattdessen einen Kolben
mit einem Gewicht von 10 Tonnen in das Rohr gleiten lassen und der wird
genau bei 10m Wassertiefe stehen bleiben


Ich hoffe jetzt ist es etwas deutlicher wie die Balance der Schwebezustand ensteht