Sie sind nicht angemeldet.

Verbrauch von Wasser und Kohle?

detman

Bahndirektor

  • »detman« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 247

Registrierungsdatum: 24. Mai 2003

Wohnort: Gera

  • Nachricht senden

1

Freitag, 27. Februar 2009, 10:06

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Es ist so, das ich bei den Dampfloks die Orginalwerte zu Grunde lege. Man kann die Maschinen damit sehr gut fahren, trotz mancher bedenken . Aber über die wirklichen Verbrauchswerte von Kohle und Wasser hatte ich mir bisher keine Gedanken gemacht, es wurde eben nachgefüllt.
Doch nun wollte ich es einmal genauer wissen.
Die 011 062-7 mit 2/3 der Betriebsstoffe versehen, ein Zug mit 308t angehangen.
Die Strecke von Emden nach Rheine gefahren, mit Halt in Leer, Meppen und Lingen. Fahrzeit für die 141km waren 82min.
Also langsam bin ich mit sämtlichen Grashalmen und Bäume am Streckenrand per Du, sooft wie ich dort Probefahrten unternommen habe.
Der Verbrauch war folgender:1,1t Kohle und 8.659m³ Wasser. Daraus ergibt sich ja eine Rostbelastung von 203kg/h/m² und 6,336m³/h Wasserverbrauch.
Der Heizer müsste demnach im Durchschnitt 13,45kg Kohle pro Minute geschaufelt haben.
Das ganze wird noch mit einem Zug von 528t unternommen, damit die Maschine mehr leisten muß und der Heizer mal etwas mehr zu tun bekommt.
Mit dem Kohleverbrauch könnte es also schon einmal stimmen. Nur der Wasserverbrauch schien mir zuwenig.
Doch nach dem Überdenken folgender Sachlage, nach dem erreichen der Streckengeschwindigkeit lag die Steuerung bei 31% und der Regler bei 30%, der Verbrauch war dann also ziemlich gering , schien mir der Wasserverbrauch dann doch zustimmen.
Eine Möglichkeit wäre noch, ich verwende ja bei „CylinderVolume“ das 6fache des Zylindervolumen. Die schädlichen Räume der beiden Zylinderseiten von je ca.10% zu dem Volumen dazu zurechnen. Aber das dürfte auch nicht die Welt ausmachen. Obwohl ich mir nicht 100% sicher bin, ob ich die schädlichen Räume von dem Zylindervolumen dazu addieren, oder abzuziehen habe.

Edit Anfang:
War eigentlich mit dem schreiben schon fertig, da kam beim durchlesen noch etwas in den Sinn.
Folgende Werte aus „Wiki“:
Um 1l Wasser zu verdampfen benötigt man 2235kJ.
1kg Steinkohle hat einen durchschnittlichen Heizwert von 29,85MJ.
Also kann man mit 1kg Steinkohle 13,36l Wasser verdampfen, oder mit 1,1t Kohle 14691lWasser (14,691m³).
Doch das bei normalen Druck, bei 16bar Kesseldruck müsste das Wasser bei ca. 203°C ? verdampfen. Heißt das nun, man braucht die doppelte Menge Energie, Habe darüber bis jetzt nichts gefunden. Wenn es aber so wäre, würden die 1,1t Kohle 7,35m³ Wasser verdampfen. Und der Wasserverbrauch lag ja bei 8,659m³, also könnte es in etwa stimmen.
Andere Faktoren mal nicht berücksichtigt und außerdem hat KUJU ja bei 1000°C die Reißleine gezogen.
:Edit Ende

Soweit dazu, es hilft aber alles nichts.
Kennt jemand den ungefähren Verbrauch der damaligen Maschinen auf der Strecke?

Doch bei den Überlegungen was den Verbrauch noch beeinflussen kann, bin ich über etwas anderem gestolpert.
Wo in der Eng steht überhaupt, wie viel Wasser erhitzt werden muss. Für den Wert „MaxWaterMass“ ist ja die Größe des Dampfraumes (DK) verantwortlich. Der Wasserraum(WK) des Kessels bzw. das Kesselvolumen insgesamt wird nirgends berücksichtig. Also bin ich davon ausgegangen, das nur diese Wassermenge des Dampfraumes genommen wird, zur Berechnung der Wassererhitzung. Denn nirgends steht noch ein anderer Wassereintrag. Aber irgendwie muss ja dem Programm mitgeteilt werden, wie viel Wasser zu erhitzen ist. Es ist ja immer wieder zu lesen, das der Wert „Boilervolume“ außer Funktion ist.
Aber Versuch macht Klug oder nicht ,egal.
Habe folgendes versucht, den Wert „Boilervolume“ mit den Wasserraum+Dampfraum genommen. Bei der 011 WK=10,5m³+DK4,8m³ =15,3m³ Kesselvolumen. Also den Wert in ft³ umgerechnet und in „BoilerVolume ( "547*(ft^3)" )“ geschrieben, doch wie zu erwarten keine Reaktion.
Noch ein Versuch, da schon bei „MaxWaterMass“ der Wert vom Dampfraum als lb steht, das Kesselvolumen in lb umgerechnet, also hier 15,3x2200= „Boilervolume ( 33660lb )“.
Und dieser Eintrag erweckt den Wert „BoilerVolume“ aus seinen Dornröschenschlaf.
Bevor ich den Eintrag in der Eng stehen hatte, öffneten die Sicherheitsventile nach 42sek., danach aber erst bei ca.240sek. Die anderen Werte wurden so beibehalten und die Versuche wurden erst im Stand durchgeführt. Bei den Fahrten verhielt es sich dann genauso. Daran ist eigentlich zu erkennen, dass der Eintrag doch irgendwo in den Berechnungen einfließt, da ja jetzt eine Wassermenge angegeben wird, die zum erhitzen größer ist.
Damit gehört auch das schnelle abblasen der Sicherheitsventile der Vergangenheit an. Bloß meine Überlegung hinsichtlich einer Erhöhung des Wasserverbrauches hatte sich nicht bestätigt. Die Maschine verbraucht weiterhin gleich viel bzw. gleich wenig Wasser, im nach hin nein auch verständlich.

Aber dafür geschehen die Druckschwankungen des Kessels jetzt langsamer. Ohne den Wert „BoilerResponsiveness“ zu benutzen, da ja hier eigenes Ermessen gefragt ist. Hatte und habe hier immer 1 stehen.

Glaube also, das KUJU mit den Wert „Boilervolume“ doch irgendwo gerechnet hat.
Lange Rede kurzer Sinn, ich weiß immer noch nicht, ob der Wasserverbrauch „richtig“ berechnet wird.

Gruß detman

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »detman« (2. März 2009, 15:34)


Roll-on

Lebende Foren-Legende

Beiträge: 562

Registrierungsdatum: 23. März 2004

  • Nachricht senden

2

Freitag, 27. Februar 2009, 12:54

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Moin!

Ist jetzt nicht direkt was zum Dampfen im TS, abervielleicht interessiert sich ja wer für die beiden Links - da gibt es Beschreibungen und Berechnungen des Verbrauchs von realen Dampfloks.

http://www.1zu160.net/scripte/forum/foru…3282&sb1=mallet

http://www.historische-eisenbahn-gelsenk…pflokheizer.htm

HTH,
Roll-on

232 Fan

Sounds

Beiträge: 2 734

Registrierungsdatum: 2. Mai 2003

Wohnort: Buxtehude

Beruf: Bauingenieur

  • Nachricht senden

3

Samstag, 28. Februar 2009, 15:12

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Hallo Detman

Unglaublich, dein "Edit" ist länger als das ursprüngliche Posting. Das gibt's selten. :D

Der Verbrauch von Wasser und Kohle baut eigentlich nur auf der Kesseldampfleistung auf. Mit Verdampfungsheizfläche * Heizflächenbelastung erhält man die maximale dauerhafte Dampferzeugung pro Stunde. Kurzzeitig kann der Kessel zwar auch überlastet werden ohne Schaden dabei zu nehmen, aber das interessiert hier nicht. Der erzeugte Dampf enthält unter dem vorgegebenen Druck im Kessel eine bestimmte Menge Energie. Bei 16bar Kesseldruck sind das 667,5 kcal/kg, bei 14bar 666,6 kcal/kg und bei 12bar 665,4 kcal/kg. Damals hat man noch in Kilokalorien ( 1 kcal ist nötig, um ein 1kg Wasser um 1°C zu erwärmen ) gerechnet. Diese Energie kommt aus der verbrannten Kohle, wobei Steinkohle 7000 bis 7400 kcal/kg und Braunkohlebrikets 4600 bis 4700 kcal/kg bei vollständiger Verbrennung freisetzen. Damit lässt sich der Kohleverbrauch bei max. Kesselleistung ausrechnen. In der Realität ist der Kohleverbrauch aber immer etwas größer, weil man nie eine optimale Verbrennung erreichen wird ( Stichwort: Schlacke, Asche, Lösche, usw. ).
Der Wasserverbrauch ergibt sich dann aus den Leistungstafeln, weil die dort angegebenen Anhängelasten auf der max. Dauerleistung des Kessels beruhen. Wenn man also eine Verharrungsfahrt in einem bestimmten Zustand aus der Leistungstafel durchführt, dann wird gerade die max. Kesseldauerleistung erzeugt und genauso viel Dampf wird auch verbraucht. Oft wird in den Datenblättern die angesetzte Heizflächenbelastung angegeben, so dass man weiß, welche Kesselleistung dem zugrund liegt.

So lassen sich Kohle- und Wasserverbrauch im TS einstellen. Das Ergebnis stimmt dann ganz gut mit realen dokumentierten Werten überein, aber meistens wird dabei nur der Brennstoffverbrauch angegeben.


Was du über "Boilervolume" herausgefunden hast musst ich nochmal selber austesten. Ich hatte bisher keine Funktion dieses Parameters feststellen können.

Viel wichtiger wäre allerdings, dass der TS den Zugkraftverlauf bei Dampfloks endlich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit berechnen könnte.

Gruß
Christoph


Ludmilla - it's not noise, it's a feature !

detman

Bahndirektor

  • »detman« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 247

Registrierungsdatum: 24. Mai 2003

Wohnort: Gera

  • Nachricht senden

4

Montag, 2. März 2009, 16:27

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Hallo Christoph,

hatte vergessen das Ende des Edit zu kennzeichnen. So ist es nun einmal, man ließt seinen Text noch einmal durch und ließt die Fehler immer mit ohne sie zu bemerken. Erst einem Fremden fallen sie dann auf.
Muß meine Bemerkung hinsichtlich „Boilervolume“ berichtigen. Hatte mich ja nur mit den Kesseln der BR 01.10,44 und 41 beschäftigt. Da ist ja das Kesselvolumen fast gleich, durch einen Tippfehler hatte ich dann einmal 231lb statt 23100lb stehen und die Auswirkungen hinsichtlich des Druckaufbaues waren gleich. Das konnte aber nicht sein. Änderungen des Druckaufbaues geschehen nur bis zu einen Wert von 150lb, das scheint der max. Wert zu sein. Darüber machen sich dann keine Änderungen mehr bemerkbar. Jetzt ist bloß die Frage, was ist das für ein Wert. Aber wie es aussieht bewirkt er eigentlich das selbe wie „BoilerResponsiveness“ nur mit einem anderen Faktor. Es wäre ja auch zu Schön um Wahr zu sein

Noch einmal zum Dampfverbrauch, er sieht ja bei der BR44 in etwa so aus.
Die größte effektivste Leistung hat sie bei Vkr 23km/h von ca.1600PS und das bei einem Dampfverbrauch von 8,8kg/PSh =14,08t bei einer Füllung von 52%.
Bei 80km/h wäre die eff. Leistung 1200PS und der Dampfverbrauch 10,5kg/PSh =12,77t bei einer Füllung von 25%.
Bei einer Heizflächenbelastung von 57kg/m³h und einer Verdampfungsfläche von 238m³, könnte der Kessel 13,57t Dampf erzeugen.
Leider finde ich diese obengenannten Daten nicht für die 01.10.
Danke wegen dem Tipp mit der Beharrungsfahrt.
Habe mal Beharrungsmessfahrten durchgeführt, 2400t und 50km/h bei einer Füllung von 29% (13,35t Dampf) musste ich den Regler auf 21% zurücknehmen, um die Geschwindigkeit zu halten.
Um dies zu erreichen mußte ich sämtliche Werte die mit Wasser in Verbindung stehen mit den Faktor 3 versehen und zu dem Zylindervolumen die schädlichen Räume addieren, dann kommt man den Verbrauchswerten ziemlich nahe.
Doch es taucht die nächste Frage auf, konnte man den Regler auf ca. 21% zurücknehmen?

Wenn ich den Mittelwert der Steinkohle von 7200kcal/kg nehme, würden ja 1,258t Kohle ausreichen um das Wasser zu verdampfen. Benötigt werden der Tabelle nach ca.1,85t.
Damit ergibt sich eine Rostbelastung von 390kg/h/m².
Der Kohlemehrverbrauch liegt bei ca.50% gegen über einer optimalen Verbrennung. Daher habe ich alle Werte die mit Kohle in Verbindung stehen mit den Faktor 1,5 versehen und damit stimmt auch der Kohleverbrauch.
Nochmals vielen Dank für die Tipps.

Gruß detman

232 Fan

Sounds

Beiträge: 2 734

Registrierungsdatum: 2. Mai 2003

Wohnort: Buxtehude

Beruf: Bauingenieur

  • Nachricht senden

5

Mittwoch, 4. März 2009, 15:28

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Hallo detman

Deine Angaben zum Dampfverbrauch in kg/PSh beziehen sich meines Wissens nach nur auf die Zylinder, d.h. zusätzlicher Dampfverbrauch im Betrieb durch Pumpen und Dampfheizung sind nicht oder nur teilweise berücksichtigt. Die Leistungstafeln sind außerdem so aufgestellt, dass immer etwas Leistungsreserve vorhanden ist, damit die Lok unter allen Umständen die in den Tafeln angegebenen Leistungen erbringen kann. Der tatsächliche Dampfverbrauch liegt also irgendwo in diesem Bereich.


Zitat

Wenn ich den Mittelwert der Steinkohle von 7200kcal/kg nehme, würden ja 1,258t Kohle ausreichen um das Wasser zu verdampfen. Benötigt werden der Tabelle nach ca.1,85t.

Die 1,26t würden aber eben nur bei optimaler Verbrennung ausreichen und da es in der Feuerbüchse keine optimale Verbrennung gibt, kommt halt ein höherer Wert heraus, den du mit 1,85t ermittelt hast. Wenn sich das auf die gleiche Qualität der Kohle bezieht, dann wissen wir ja, welcher Energieanteil in der Kohle durch unvollständige Verbrennung verloren geht, nämlich die von dir genannten ca. 50%.

Dass du den Regler auf 21% zurücknehmen musstest, ist nicht wirklich realistisch, aber zum Teil auch einem Fehlverhalten des TS geschuldet. Die Zugkraft nimmt bei Dampfloks im TS nämlich nicht mit zunehmender Geschwindigkeit ab, was sie aber müsste. Das kann man eigentlich nur durch einen hohen Luftwiderstand kompensieren ( cw ca. 3,8 ).
Zum anderen liegt das an einer falsch eingestellten eng-Datei.


Ludmilla - it's not noise, it's a feature !

52-Wimmy

Lebende Foren-Legende

Beiträge: 834

Registrierungsdatum: 21. Mai 2005

Wohnort: Rostocker in Schweden

  • Nachricht senden

6

Mittwoch, 4. März 2009, 19:08

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Moin Christoph!

Den letzten Abschnitt deines Beitrages finde ich äußerst interessant.
Man kann ja überall lesen, daß man die Geschwindigkeit einer Dampflok möglichst mit der Steuerung steuern soll, bei voll geöffnetem Regler.
Nun ist es ja kein Geheimnis, daß die TS-Dampfer immer zu schnell fahren, selbst bei höheren Lasten.
Ich habe mir vor einer Weile selbst etwas geholfen, in dem ich die maximal erlaubte Geschwindigkeit einiger Loks in der eng um 10 bis 15 km/h gesenkt habe. Zum Beispiel steht bei meinen 52ern nur noch 70km/h drin. Das hatte insofern Erfolg, daß die Lok dann mit fünf Rekowagen nur noch knapp an die 80km/h-Marke kommt. Bei größeren Lasten ist sie dementsprechend noch langsamer.
Ob das wirklich realistisch ist, weiß ich nicht. Fühlt sich aber besser an, als bei 80km/h mit 10% Regler zu fahren. Ebenfalls habe ich noch nicht weiter drauf geachtet, wie sich das bei Geschwindigkeitsbeschränkungen auf der Strecke bemerkbar macht. Soll heißen, ob ich zum halten von 40km/h trotzdem nur 5% Regler habe oder deutlich mehr.

Wenn du nun schreibst, man könnte das so ähnlich über den Luftwiderstand erreichen, frage ich mal spontan, ob du das etwas genauer ausführen könntest? Welche Veränderungen bzw. Berechnungen sind dazu notwendig?

Wenn dieses Thema schon irgendwo nachzulesen ist, reicht natürlich auch ein Link. ;)
Die Ohsabahn - 600mm in Småland

Ohrensausen? Jetzt gibt es M62! M62 erhalten Sie rezeptfrei in Ihrer Audiotheke.

detman

Bahndirektor

  • »detman« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 247

Registrierungsdatum: 24. Mai 2003

Wohnort: Gera

  • Nachricht senden

7

Donnerstag, 5. März 2009, 09:38

Verbrauch von Wasser und Kohle?

Hallo Christoph,

hinsichtlich des Dampfverbrauches nach Tabelle stimmt es schon ,das damit der Verbrauch der Dampfmaschine gemeint ist. Da aber der Hilfsmaschinenverbrauch ,ohne Heizdampf, mit 2% angesetzt wird, kann man das bei der Ungenauigkeit im MSTS wohl eher vernachlässigen.
Bei einer Dampferzeugung von 13,5t wäre der Verbrauch der Hilfsmaschinen 0,27t.
Habe jetzt Fahrten mit der 01.10 und 520t bei 120km/h unternommen und da liegen die Verbrauchswerte bei 13,718t/h Wasser und 1,25t/h Kohle.

Gruß detman

Persönlicher Bereich