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Wasserkreislauf in der Schwerelosigkeit

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    Wasserkreislauf in der Schwerelosigkeit

    Kann, und wenn ja wie, in der Schwerelosigkeit ein Wasserkreislauf eine Gasturbine antreiben?

    Mein Problem ist, folgendes:

    Wir haben den Wasserbehälter mit 2 Öffnungen. Die Linke zur Turbine und die Rechte über die Kühlspirale auch zur Turbine.

    Wenn ich das Wasser nun erhitze wird Dampf erzeugt, eigentlich an beiden Öffnungen, aber das will ich mal vernachlässigen. Der Dampf expandiert und der Druck zwischen Turbine und Wasserbehälter steigt. Das hat zur Folge, dass das Wasser durch das Gas in die rechte Öffnung "rückwärts" in die Kühlspirale gedrückt wird. Dies geschieht solange, bis das Wasser von der "falschen" Seite bei der Tubine angekommen ist. Nun füllt das Wasser-Gas-Gemisch den ganzen Kreislauf beiderseits der Turbine und überall ist der Druck gleich groß, so dass sich die Turbine nicht bewegt.

    Auf der Erde funktioniert das, weil es für das Gas leichter ist durch die Turbine zu gehen statt das Wasser gegen den Widerstand der Schwerkraft in die Kühlspirale zu pressen. In der Schwerelosigkeit existiert dieser Widerstand nicht. Wenn man auf der Erde die Turbine jedoch so schwergängig machen oder arretieren würde würde auch hier das Gas das Wasser hin zur Turbine pressen.

    Man könnte bei der rechten Öffnung natürlich ein Ventil einbauen.

    Nur ist das damit wirklich abschließend gelöst? Ich meine wenn ich bei der Öffnung vom Wasserbehälter zur Kühlspirale, die eigentlich für diese Richtung eine Art "Einbahnstraße" sein sollte, ein Ventil einsetze, dass nur Dampf von der Kühlspirale Richtung Wasserbehälter fließen lässt würde der Ablauf doch wie folgt sein:

    Das Wasser verdampft zum Teil. Es baut sich zwischen Turbine und Wasserbehälter ein Druck auf. Wegen des Ventils kann dieser Druck nun nicht das Wasser rückwärts in die Kühlspirale drücken. Das Gas setzt sobald der notwendige Druck erreicht ist die Turbine in Gang in dem er sie passiert. Nun im Kühlkreislauf ist im moment hinter der Turbine der Druck niedriger als im Teil vor der Turbine bis zum Ventil. Das Gas kühlt sich in der Kühlspirale ab und - geht nicht zurück durch das Ventil in den Wasserbehälter. Das Ventil würde das Wasser/den Dampf zwar theoretisch durchlassen, aber da der Druck auf der anderen Seite des Ventils höher ist kann das Gemisch das Ventil nicht passieren.
    Das hätte zur Folge, dass die Turbine nur solange läuft bis der Druck auf beiden "Seiten" gleich groß ist. Ein "funktionierender" Antrieb wäre das imho nicht.

    Eine Lösung wäre das System zwischendurch abzuschalten - auch die Wärmequelle - so dass der Druck im ganzen System sinkt. Nun trennt man das System in zwei Hälften und erhitzt nur die eine. Dort wird der Druck größer und kann solange eine Turbine an der Öffnung zum zweiten Teil antreiben bis der Druck in beiden Hälften wieder ausgeglichen ist.

    Das "Problem" dabei ist, dass man sobald der Druck in beiden Hälften gleich groß ist "Warten" muss bis sich das Ding abgekühlt hat. Meine "Idee" wäre da, dass man mehrere solcher Systeme kreisförmig anordnet und die Wärmequlle um sie rotieren läßt. Mit ner konventionellen Turbine in nem Wasserkreislauf hat das aber nicht mehr viel zu tun. Und für sehr effektiv halte ich das auch nicht.

    Wäre im Endeffekt also kein "fließendes" System mehr sondern es würde in Intervallen arbeiten.

    Möglich wäre auch Folgendes: Man baut beide Seiten symmetrisch, verbunden nur durch die Turbine. Nun erwärmt man die eine Kammer und kühlt die jeweils andere solange ab. Bis der Druck in beiden Seiten gleich groß ist. Dann wechselt man die Seiten. Also erwärmt die andere Kammer und schließt die andere an ein Kühlsystem an. Das funktioniert natürlich nur dann, wenn man die eine Seite verhältnismäßig schnell abkühlt, so dass dort der Druck schnell sinkt. Am einfachsten wäre es natürlich das Gas abzulassen, aber dann hätten wir kein geschlossenes System mehr.

    Man könnte den Dampf der einen Kammer statt ins All ja auch in eine Dritte leiten. Aber bringen würde das nichts, da man ihn in die Kammer mit den höheren Druck bringen müsste was, da der Druck in der dritten bei gleicher Kammergröße ja höchstens halb so hoch wie der der "Zielkammer" ist und man ihn da somit nicht ohne (zuviel) Energie reinbekommt, nicht funktionieren würde.

    Wie funktionierd das eigentlich im Moment? Photovoltaikzellen sind ja ideal, da dort direkt Strom erzeugt wird. Ich meine mich aber daran zu erinnern, dass eine Sonde ihren Strom aus durch radioaktiven Zerfall entstehender Wärme erzeugt hat, wie haben die das geschafft?

    #2
    Ganz einfach: Du leitest das Kondensierte Wasser nicht direkt in den Kessel zurück, sondern in einen Sammelbehälter, von dem es anschliessend über eine Leitung durück in de Kessel gepumpt wird.
    Understanding the scope of the problem is the first step on the path to true panic.

    - Florance Ambrose

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      #3
      Und die Pumpe würde wenn es keinen Energieverlust geben würde genausoviel Energie verbrauchen wie man durch die Turbine gewinnt, oder? Bissl dumme Energiebilanze: 0?

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        #4
        Nein, wenn du genügend temperatur-Gefälle hinter der Turbine hast wird diese ein vielfaches dessen an Energie leifern, die die Pumpe verbraucht.

        Was glaubst du wie das mit normalen thermischen Kraftwerken funktioniert?
        Understanding the scope of the problem is the first step on the path to true panic.

        - Florance Ambrose

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          #5
          Hast du nicht schon mal eine ähnliche Frage gestellt?

          Meine das da irgendwo so nen Thread war.

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            #6
            Ja, hier, da warst du aber unter anderem der Ansicht, dass man mit einem Ventil einen Kreislauf hinbekommen würde.

            Du hast aber leider nicht auf meine Frage geantwortet, ob das Wasser aufgrund des höheren Druckes nicht zurück in den Wasserbehälter fließen könnte, Beschreibung:

            Man könnte bei der rechten Öffnung natürlich ein Ventil einbauen.

            Nur ist das damit wirklich abschließend gelöst? Ich meine wenn ich bei der Öffnung vom Wasserbehälter zur Kühlspirale, die eigentlich für diese Richtung eine Art "Einbahnstraße" sein sollte, ein Ventil einsetze, dass nur Dampf von der Kühlspirale Richtung Wasserbehälter fließen lässt würde der Ablauf doch wie folgt sein:

            Das Wasser verdampft zum Teil. Es baut sich zwischen Turbine und Wasserbehälter ein Druck auf. Wegen des Ventils kann dieser Druck nun nicht das Wasser rückwärts in die Kühlspirale drücken. Das Gas setzt sobald der notwendige Druck erreicht ist die Turbine in Gang in dem er sie passiert. Nun im Kühlkreislauf ist im moment hinter der Turbine der Druck niedriger als im Teil vor der Turbine bis zum Ventil. Das Gas kühlt sich in der Kühlspirale ab und - geht nicht zurück durch das Ventil in den Wasserbehälter. Das Ventil würde das Wasser/den Dampf zwar theoretisch durchlassen, aber da der Druck auf der anderen Seite des Ventils höher ist kann das Gemisch das Ventil nicht passieren.
            Das hätte zur Folge, dass die Turbine nur solange läuft bis der Druck auf beiden "Seiten" gleich groß ist. Ein "funktionierender" Antrieb wäre das imho nicht.


            @HMS Fearless

            Rein logisch kann ich mir nicht vorstellen, dass du durch die Überwindung eines Druckgefälle mehr Energie produzieren kannst als du für die Überwindung des selben Druckgefälles brauchst.

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              #7
              Je grösser das Druckgefälle über der Turbine (grosser druck im kessel, keliner Druck hinter der Turbine) desto mehr Saft kann die Turbine Produzeren.
              Irgendwann produziert die Turbine mehr strom als du für die Rückführung des Kondensierten Wassers brauchst.
              Vielleicht ahben wir ja auch einfach nicht den selben kreislauf im Kopf.
              Understanding the scope of the problem is the first step on the path to true panic.

              - Florance Ambrose

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                #8
                Wirds wohl sein...


                Ich glaube nur nicht, dass ich weniger Energie brauche um einen Stein einen Berg hochzurollen als frei wird, wenn er herunterkullert.
                Zuletzt geändert von Phaidon; 22.04.2007, 17:50.

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                  #9
                  Ist hier auch nciht das thema.
                  Du gibst ja von aussen Energie in form von wärme hinzu.
                  Understanding the scope of the problem is the first step on the path to true panic.

                  - Florance Ambrose

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                    #10
                    Aber mit dieser Wärmeenergie erzeuge ich nicht direkt den Strom.

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