Das Auftriebskraftwerk kann keine Energie erzeugen

[Kurt]

Bild_2.png (12.33 KiB) 5204-mal betrachtet

Bild2 hat nun einen Umschalter bekommen und zwei Zylinder die ein Volumen von 1l haben.
Auf dem Wasserbehälter wurde ein Deckel mit ein wenig Luftvolumen angebracht der Luft von Wasser trennt und die aufgestiegene Luft dem Zylinder3 zuführt.

Es wird jeweils ein Luftvolumen von 0.833 Liter zu 1,2Bar dem Luftbehälter entnommen und wechselseitig (Umschaltkontakte) entweder Zylinder2 direkt, oder Zylinder3 indirekt über den Wasserbehälter zugeführt.

Dieser 0.83 L Luft entspannen sich dann im jeweiligem Zylinder und ergeben darin eine Luftmenge von 1 l zu 1 Bar.

Die sich dabei ergebende Leistung sind 1.56 Ws u8nd identisch mit der die bei der Kompression durch Zylinder 1 eingesetzt werden mussten.


Kurt

[Ernst]

Die Kompression erfordert, wie beweisen und vorgerechnet, ca. 47J. Siehe z.B. Rechnung von Jukterez. Wo gehen deine weiteren 500J hin? Ins Gas gehen sie nicht. Also wo bleiben die?

Wenn du dich weiterhin sträubst, die Leistungsbilanz als Kriterium zu erkennen, dann bleibst du eben auf deinem Kindergartenniveau.
Deine irgendwelchen Joule kannst du dir sonstwohin stecken; das interessiert keinen. Antriebsleistung rein, Nutzleistung raus; mehr ist nicht zu berechnen.

Hab ich was verpaßt oder kam noch nichts:

Muß der Kompressor stetig eine gewisse Menge Druckluft liefern mit dem Druck des Wassers an der Einströmstelle?
Kommt genau diese Luftmenge dekompressiert stetig oben an der Wasseroberfläche wieder an?
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[fallili]

Ernst nicht so billig! Die Frage war präzise gestellt deren Beantwortung du so hartnäckig zu vermeiden suchst. Die Kompression erfordert, wie beweisen und vorgerechnet, ca. 47J. Siehe z.B. Rechnung von Jukterez. Wo gehen deine weiteren 500J hin? Ins Gas gehen sie nicht. Also wo bleiben die?

Ob Du 25 Liter Luft in einen Autriebsbehälter in 2m Wassertiefe reinpresst, oder ob Du einen 25 l Styroporwürfel 2 m tief in das Wasser eintauchst ist exakt das selbe (wenn man mal die Eigenmassen von Luft und Styropor vernachlässigt).

Einen 25 l Styroporwürfel 2 m tief zu versenken benötigt 500 J, da gibts ja wohl keine Diskussion.
Beim AUKW werden diese 25 l Wasser in 2 m Tiefe eben durch Luft (1,2 bar Druck) verdrängt - selbes Endergebnis wie beim Styroporwürfel und selber Energieaufwand von 500 J.

Deine Fragen nach "Wo gehen die 500 J hin" ist völlig unsinnig.
Das Auftriebskraftwerk ist nicht anderes als ein "umgekehrtes Schwerkraftskraftwerk".

Heb einen 25 kg Betonblock 2 m hoch - das benötigt 500 J und beim Runterfallen kann man die 500 J wieder gewinnen. Sieht man an dem Betonblock diese 500 J? Wohl kaum, die 500 j stecken in potentieller Energie und das wars auch schon.
Genauso kannst Du eben 25 l Wasser in 2 m Tiefe verdrängen, mit Styroporblock oder eben durch eine 25 l Luftblase, das kostet immer auch 500 J und die stecken dann - vergleichbar zur potentiellen Energie - in einer Auftriebsenergie.

[fallili]

Bild_1.png

Das Bild oben zeigt den Blubbererkasten (2m Höhe), einen Luftbehälter beliebiger Grösse (gefüllt mit Luft zu 1.2 Bar), und einen Kompressor der pro Hub einen Liter Luft zu 1 Bar in den Behälter drückt.

Im Behälter sind dieser Liter dann noch 0.83 Liter zu 1.2 Bar.
Diese 0.83 ergiessen sich nun (kontinuierlich) in den Wasserbehälter und entspannen sich darin zu 1 Liter Luft.

Ich gehe mal davon aus dass der Aufwand pro zu komprimierenden Liter Luft 1.56 Ws beträgt.

Kurt

Wie kommst Du drauf, dass der Aufwand 1,56 J beträgt???????????
Deinen Kompressor zeichnest Du - völlig zu Recht - als Luftpumpe.

Nehmen wir an - damit es ganz einfach zum Berechnen wird - der Kolben hat eine Fläche von 100 cm^2. Da sind vor dem Sperrventil mal 1 l Luft mit 1 bar drinnen.
Zuerst musst Du den Kolben mal nach rechts drücken bis der Druck auf 1,2 bar steigt. Diesen Energieaufwand lass ich sogar mal weg.
Dann hast Du in der Pumpe aber erst, wie Du auch richtig schreibst 0,83 l mit 1,2 bar.
Nun macht das Ventil auf und Du hast am Kolben rechts 1,2 bar und links natürlich den Außendruck von 1 bar - Differenz also 0,2 bar - wirkende Kraft auf den Kolben 200 N!

Damit diese 0,83 l Luft nun aber durch das Ventil in den Ballon kriegst musst Du den 100 cm^2 Kolben nun 8,3 cm weiter schieben (weil Du diese0,83 l Volumen in den Ballon und von dort natürlich direkt in das Wasser bringen musst).

Und eine Kraft von 200 N mal Weg von 0,083 m ergibt 16,6 Nm!

Also nicht 1,56J sondern 16,6 J Aufwand für 0,83 Luft die in den Ballon und von dort ins Wasser gehen.

Da wir die ganze Zeit davon reden, das wir 25 Liter Luft zu 1,2 bar in einen Auftriebsbehälter im Wasser kriegen wollen, ergibt sich dafür der Energieaufwand mit:

16,6 * 25/0,83. Dreimal darfst Du raten was da raus kommt - exakt 500 J!

Und wenn wer will kann er auch die von mir einstweilen vernachläßigte Energie für die Kompression von 1 l / 1bar auf 0,83 l / 1,2 bar ausrechnen - P1*V1*ln(V2/V1) - auf 25 l hochmultiplizieren und dazuzählen - die Energie braucht man natürlich auch noch.

[Ernst]

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Der Trick an der Sache ist der, dass die Druckdifferenzen Null sind, wenn der Gasdruck den Wasserdruck erreicht hat. Diese Tatsache eliminiert den Aufwand für die Volumenarbeit.

Aber die ständig neu einströmende Luft mit dem Gasdruck muß irgendwo irgendwie mit einer gewissen Dauerleistung erzeugt werden, oder sendet die der Himmel?
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[Ernst]

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Der Trick an der Sache ist der, dass die Druckdifferenzen Null sind, wenn der Gasdruck den Wasserdruck erreicht hat. Diese Tatsache eliminiert den Aufwand für die Volumenarbeit.

Aber die ständig neu einströmende Luft mit dem Gasdruck muß irgendwo irgendwie mit einer gewissen Dauerleistung erzeugt werden, oder sendet die der Himmel?
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Natürlich, wer ist denn sonst für die Atmosphäre zuständig?

Luft mit Atmoshärendruck wird vom Kompressor kontinuierlich verdichtet auf den Gasdruck entsprechend der Wassersäule an der Eintrittsstelle. Und das passiert im Himmel? Nur wenn dort Jahrmarkt ist.

Ich hab die Rechnung ja nun 100 mal eingestellt.
Aber bitte, wenn du meinst, die Ingenieuranwendung zu toppen; bitte dann berechne "deine" erforderliche Kompressor-Antriebsleistung, das wird sehr spannend.

Was war noch damit:

Muß der Kompressor stetig eine gewisse Menge Druckluft liefern mit dem Druck des Wassers an der Einströmstelle?
Kommt genau diese Luftmenge dekompressiert stetig oben an der Wasseroberfläche wieder an?
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[Kurt]

Das Bild oben zeigt den Blubbererkasten (2m Höhe), einen Luftbehälter beliebiger Grösse (gefüllt mit Luft zu 1.2 Bar), und einen Kompressor der pro Hub einen Liter Luft zu 1 Bar in den Behälter drückt.

Im Behälter sind dieser Liter dann noch 0.83 Liter zu 1.2 Bar.
Diese 0.83 ergiessen sich nun (kontinuierlich) in den Wasserbehälter und entspannen sich darin zu 1 Liter Luft.

Ich gehe mal davon aus dass der Aufwand pro zu komprimierenden Liter Luft 1.56 Ws beträgt.

Kurt

Wie kommst Du drauf, dass der Aufwand 1,56 J beträgt???????????

Wenn für 30 l Luft 47 J notwendig sind dann sind es für einen Liter halt 1.56

Deinen Kompressor zeichnest Du - völlig zu Recht - als Luftpumpe.

Und die beiden anderen als umgekehrte Luftpumpe.
Wenn alles verlustfrei läuft dann ist Eingangsleistung gleich Ausgangsleistung.

Nehmen wir an - damit es ganz einfach zum Berechnen wird - der Kolben hat eine Fläche von 100 cm^2. Da sind vor dem Sperrventil mal 1 l Luft mit 1 bar drinnen.
Zuerst musst Du den Kolben mal nach rechts drücken bis der Druck auf 1,2 bar steigt. Diesen Energieaufwand lass ich sogar mal weg.

Das sind die 1.56 J

Dann hast Du in der Pumpe aber erst, wie Du auch richtig schreibst 0,83 l mit 1,2 bar.

Genau.

Nun macht das Ventil auf und Du hast am Kolben rechts 1,2 bar und links natürlich den Außendruck von 1 bar - Differenz also 0,2 bar - wirkende Kraft auf den Kolben 200 N!

Überlege mal, du hast nicht eine Differenz von 0.2 Bar, sondern du hast eine Menge an Luft die 1.2 Bar hat.
Diese muss nun ins Wasser rein, also auf dieser Differenz gehalten werden.

Ich hab mich auf einen Liter beschränkt, mach mal sehr kleine Mengen daraus.

Damit diese 0,83 l Luft nun aber durch das Ventil in den Ballon kriegst musst Du den 100 cm^2 Kolben nun 8,3 cm weiter schieben (weil Du diese0,83 l Volumen in den Ballon und von dort natürlich direkt in das Wasser bringen musst).

Und eine Kraft von 200 N mal Weg von 0,083 m ergibt 16,6 Nm!

Dann ist die Grafik falsch die Highway, oder sonstwer, eingestellt hat, denn wenn 30 Liter 47J brauchen dann kann ein Liter nicht 16.6 brauchen.

Also nicht 1,56J sondern 16,6 J Aufwand für 0,83 Luft die in den Ballon und von dort ins Wasser gehen.

Da wir die ganze Zeit davon reden, das wir 25 Liter Luft zu 1,2 bar in einen Auftriebsbehälter im Wasser kriegen wollen, ergibt sich dafür der Energieaufwand mit:

Wollen wir das?
Wir wollen kontinuierlich Luft ins Wasser pumpen, so wie ich es auch im Bild 1 dargestellt habe (darum der grosse Luftbehälter).
Es ist doch vollkommen egal wie lange und in welcher Menge sich Luft im Wasser befindet, letztendlich kommt sie oben wieder raus.
Meine Überlegung basiert darauf dass jeder ml Luft ins Wasser übergeht sobald ein Druck von 1.2 bar erreicht ist.
Das ist bei einem ml der Fall und auch bei 25 Litern.
Dazu reicht es aus auf 1.2 Bar zu komprimieren.

Wenn du für die 25l ins Wasser 500 J brauchst dann verstehe ich das auch.
Jedoch frage mich aber ob das der richtige Ansatz ist, letztendlich hat das ganze überhaupt nichts mit irgendeiner Menge zu tun sondern ausschließlich mit einem kontinuierlichem Ablauf.

Und da ergibt sich halt nunmal dass 1.2 Bar notwendig sind um den Ablauf in Gang zu halten.
Aus den beiden Kolbengeneratoren (Zyl 2 + 3) kommen ja auch nicht mehr als 1.56 J pro Hub raus.

Im Endeffekt ist es ein Nullsummenspiel, egal ob du nun deine 500 J ansetzt oder nicht.

Ich brauche sie nicht, denn im Wasser ist immer die Menge an Luft die mit einem Druck von 1.2 bar hineingedrückt wurde und noch nicht oben angekommen ist.
Du kannst deine 500 j als einmalige "Vorgabe" für den Wasserbehälter ansehen so wie ich auch erst den Luftbehälter mit Luft zu 1.2 Bar gefüllt habe.
Dieses, das Füllen des Luftbehälters, müsstest du ja auch mit einberechnen wenn du deine 25L im Wasser als "pro" 25 l fällig werdend verwendest.

Nimm deine 500 als Vorleistung ((grob) mal Anzahl Schaufelbehälter) die nach Abschalten der Luftzufuhr noch im System, sprich Wasserbehälter, sich befinden.
Während des Betriebes spielen diese keine Rolle.

Kurt

[Ernst]

Du brauchst du dir nur die Integrale unter der Kurve p = n*R*T/V anzuschauen die direkt aus der allgemeinen Gasgleichung abgeleitet ist. Dafür stelle ich die ja hier immer wieder ein. .

Und wenn du dein Diagramm noch 1000 mal einstellst, es ist und bleibt die Veranschaulichung einer einmaligen Volumenänderungsarbeit , welche hier ganz bedeutungslos ist, weil es sich um einen kontinuierlichen technischen Prozess handelt, der die technische Arbeit beinhaltet.

Alles schon 100 mal erklärt.
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[fallili]

Meine Überlegung basiert darauf dass jeder ml Luft ins Wasser übergeht sobald ein Druck von 1.2 bar erreicht ist.
Das ist bei einem ml der Fall und auch bei 25 Litern.
Dazu reicht es aus auf 1.2 Bar zu komprimieren.
...........
Kurt

Und diese Überlegung ist eben nicht richtig.
Du brauchst 1,56 J um 1 l Luft /1 bar auf 0,83 l / 1,2 bar zu komprimieren - das ist mal richtig.
In dem Moment wo die erste Luftblase dann ins Wasser übergeht sinkt aber der Druck unter 1,2 bar und schon geht die weitere Luft nicht mehr ins Wasser über.

Es reicht also nicht den Druck nur auf 1,2 bar zu erhöhen - dieser Druck von 1,2 bar muss auch die ganze Zeit aufrecht erhalten werden, was bedeutet das die Pumpe auch nach der ersten Kompression auf 1,2 bar (1,56 J) ständig weiterlaufen muss. Bei der gezeichneten Kolbenpumpe heißt das, dass der Kolben unter Kraftaufwand den ganzen Weg weitergedrückt wird, bis diese 0,83 l Luft dann im Wasser sind.
Am Kolben liegen aber rechts 1,2 bar und links 1 bar an - folglich ist der Differenzdruck von 0,2 bar für den Kraftaufwand bestimmend.

Ich habe - damit es zahlenmäßig einfacher ist - mal eine Kolbenfläche von 10*10 = 100cm^2 angenommen, dann wirkt auf den Kolben eine Kraft von 200 N und der Kolben muss 8,3 cm weitergedrückt werden um das Volumen von 0,83 l zu erreichen - Energieaufwand also 200 N * 0,083 m = 16,6 J.
Du kannst aber auch eine kleiner Kolbenfläche nehmen, dann ist eben der Verschiebeweg entsprechend länger - am Energieaufwand von 16,6 J ändert sich natürlich nix.

Noch mal:
Den Druck durch Verschieben des Kolbens (braucht 1,56 J) auf 1,2 bar zu erhöhen reicht eben nicht aus, dieser Druck muss dann die ganze Zeit bis die 0,83 l Luft im Wasser sind, auch durch weiteres Verschieben des Kolbens (braucht dann 16,6 J) aufrecht erhalten werden!

Das ist der Umstand den Du nicht berücksichtigst und den auch Highway nicht berücksichtigt.

[Kurt]

Meine Überlegung basiert darauf dass jeder ml Luft ins Wasser übergeht sobald ein Druck von 1.2 bar erreicht ist.
Das ist bei einem ml der Fall und auch bei 25 Litern.
Dazu reicht es aus auf 1.2 Bar zu komprimieren.
...........
Kurt

Und diese Überlegung ist eben nicht richtig.

Diese Überlegung, es ist eine Aussage, ist richtig.
Das ist der Grundvorgang bei der ganzen Geschichte.

Du brauchst 1,56 J um 1 l Luft /1 bar auf 0,83 l / 1,2 bar zu komprimieren - das ist mal richtig.

Und das ist nunmal die physikalische Ausgangslage.

In dem Moment wo die erste Luftblase dann ins Wasser übergeht sinkt aber der Druck unter 1,2 bar und schon geht die weitere Luft nicht mehr ins Wasser über.

Selbstverständlich, das zeigt dass da weiter Druck zu halten ist, es eben nicht reicht einmalig zu komprimieren sondern ständig wenn Luft ins Wasser gehen soll.
Die Grundüberlegung, der physikalische Hintergrund, bleibt davon unberührt, es ist der Druck von 1.2 Bar bereitzustellen damit kein Stillstand herrscht.

Es reicht also nicht den Druck nur auf 1,2 bar zu erhöhen - dieser Druck von 1,2 bar muss auch die ganze Zeit aufrecht erhalten werden, was bedeutet das die Pumpe auch nach der ersten Kompression auf 1,2 bar (1,56 J) ständig weiterlaufen muss. Bei der gezeichneten Kolbenpumpe heißt das, dass der Kolben unter Kraftaufwand den ganzen Weg weitergedrückt wird, bis diese 0,83 l Luft dann im Wasser sind.

Selbstverständlich!
Und dabei ergibt sich die Erkenntnis (hoffentlich bei allen) dass hier ständig Jouls aufgewendet werden müssen um den Vorgang fortzuführen.

Noch mal:
Den Druck durch Verschieben des Kolbens (braucht 1,56 J) auf 1,2 bar zu erhöhen reicht eben nicht aus, dieser Druck muss dann die ganze Zeit bis die 0,83 l Luft im Wasser sind, auch durch weiteres Verschieben des Kolbens (braucht dann 16,6 J) aufrecht erhalten werden!

Das ist der Umstand den Du nicht berücksichtigst und den auch Highway nicht berücksichtigt.

Das stimmt nicht, ich habe ihn nur in der Kontinuität versteckt, in der ständigen Einperlung einer Menge Luft ins Wasser.
Jeder der denken kann wird dann irgendeine Menge an Luft nehmen und dieser den entsprechenden Aufwand an Ws für deren Transport ins Wasser zuteilen.

Und er wird dann schauen was aus dem Wasserbecken davon wieder zu holen ist.

Kurt