Ensimmäisen (tunnustetun) termodynamiikan tutkijan Sadi Carnotin kaava ideaaliselle kylmäkoneen tehokertoimelle, jota pidetään edelleen pätevänä, on:
ε = T_2 / ΔT
eli suomeksi:
"hyötykerroin (epsilon) on yhtä kuin systeemistä saatu hyötytyö per systeemiin tuotu eli sijoitettu työ".
Nykyään jäähdytyslaitteistojen käytännön hyötykertoimet kuitenkin huitelevat puolessa siitä mitä voisivat ideaalisesti olla, ja eri joka kylmäaineelle (joista muuten yleisin käytössä oleva on R134a) on omat laskukikkailunsa.
Mihin se kaikki energia menee? kompressorimännän liikekitkoihinko?
Lukiossa kun meille ensimmäisen kerran esiteltiin termodynamiikkan laskentaa, ajattelin automaattisesti että kaavakuvissa, joissa lauhduttimen jälkeen on lyöty kuristinventtiili, on tietenkin yksinkertaistettu prosessia sen verran että koulupoika ymmärtäisi mistä on kysymys. Mutta korkeakouluun päästyäni epämiellyttävä totuus kävi ilmi: jäähdytinlaitteistoissa todellakin on kuristinventtiilit lauhduttimen jälkeen!
Kyselin erään kurssin assarilta, muistakseni temon tohtoriksi juuri väitelleeltä, että kai nyt edes isommissa teollisuusjäähdyttimissä on kuristimen tilalta "vastakompressori" (eli sylinteri, jossa paineistetun kylmäaineen kaasuuntumisessa painetta laskettaessa vapautuva "valtava" energia muunnetaan takaisin liikkeeksi ja siirretään kompuralle).
Sanasta 'vastakompressori' ymmärsi välittömästi mistä oli kysymys ja totesi ettei tiedä käytetäänkö: "sinun täytyy selvittää se jostain".
Totesin siihen että: "no jos sellaisia käytettäisiin, niin silloinhan periaatteessa millä hyvänsä kylmäaineella saavutettaisiin ideaalinen kylmäkerroin kitkahäviöitä lukuunottamatta", johon hän tokaisi: "niin no, esimerkiksi vesihän ON kylmäaine..."
SIISPÄ KYSELISIN SITÄ TÄÄLTÄ KESKUSTELUPALSTALTA:
Käytetäänkö minkään suuruusluokan kylmäkoneessa vastakompressoria eli ikäänkuin pneumaattista moottoria jossa kaasun paisumisesta saatava mekaaninen työ otettaisiin takaisin käyttöön?
- ei siksi ettäkö energiatekniikan opiskelijana kiinnostaisi pätkääkään kuinka paljon yhteiskunnassa jauhetaan sähköä aivan tarpeettomasti harakoille, v!tuttaa vaan se kun kursseilla tyrkytetään vuodelta miekka ja kirves peräisin olevia oppeja joa kolmasosa luentoajasta kuluu saarnaamiseen ja huutamiseen.
esimerkiksi termon luennolla tyrkytettiin hyötykertoimen kaavaksi
ε = 1 / (T_1/T_2)-1
- Siis kysymyksessä on alussa mainittu kylmäkertoimen kaava "epsilon on yhtä kuin tee kaks per delta tee", joka ilman mitään järkiperäistä syytä oli johdettu tuollaiseksi möröksi, vailla mitään saavutettua etua. Perustelu kuului: "no sama carnotin kylmäkerroinhan on kyseessä, mutta pitäisihän teekkarin pitäisi osata johtaa tuo kaava alkuperäiseen muotoonsa."
-"No (5aatana) 85% kuuntelijoista ei tajunnut ollenkaan mistä kaavasta on kysymys!"
-
No, puolestaan neljän tunnin kestoisella melumittaus luennolla tykitettiin 101 kaavaa joilla voidaan ratkaista painotettu äänenpainetaso, jonka mittaukseen tarvitaan erikoistarkkoja käsityönä valmistettuja resonanssimikrofoneja, jota maksavat 20 tonnia kappaleelta, ja mittaajan täytyy valvoa mittausprosessia vierestä että osaa kirjata kaikki häiriötekijät kuten linnunlaulu pois mittausdatasta. uusimmat kalliit äänenpainemittarit rekisteröivät jopa useampia eri taajuuksia yhtäaikaisesti. Luennon lopuksi kysäisin, että eikös mittausprosessin voisi hoitaa ostamalla tavallisen viidenkympin studiomikin, sen jälkeen kalibroida se miniläppärille. Sen jälkeen antaa nauhoittaa sen 24 tuntia halutussa kohteessa. Näin saadaan sekä äänellinen että graafinen mittausdata, josta voidaan tarvittaessa paikantaa linnunlaulut, lehtien kohinat ym häiriötekijät ja leikata ne pois, eikä mittaustoimenpide maksa mittään, kaiken lisäksi tulos saadaan desibelin tarkkuudella, kun taas tällä esitetyllä menetelmällä hyvä jos 3 dB tarkkuuteen päästään. "No, noinhan ne tekevät nuo mittaukset nykyään...mutta me ollaan Simon kans tehty tällä vanhalla tyylillä niitä että saatais luennoille materiaal..." -totesi luennoitsija.
-
Ja mikä naurettavinta tässä ilmiössä: professorit jatkavat luentojaan kuin viilipytyt sen jälkeen kun on todettu että edellinen asia oli puppua.
ε = T_2 / ΔT
eli suomeksi:
"hyötykerroin (epsilon) on yhtä kuin systeemistä saatu hyötytyö per systeemiin tuotu eli sijoitettu työ".
Nykyään jäähdytyslaitteistojen käytännön hyötykertoimet kuitenkin huitelevat puolessa siitä mitä voisivat ideaalisesti olla, ja eri joka kylmäaineelle (joista muuten yleisin käytössä oleva on R134a) on omat laskukikkailunsa.
Mihin se kaikki energia menee? kompressorimännän liikekitkoihinko?
Lukiossa kun meille ensimmäisen kerran esiteltiin termodynamiikkan laskentaa, ajattelin automaattisesti että kaavakuvissa, joissa lauhduttimen jälkeen on lyöty kuristinventtiili, on tietenkin yksinkertaistettu prosessia sen verran että koulupoika ymmärtäisi mistä on kysymys. Mutta korkeakouluun päästyäni epämiellyttävä totuus kävi ilmi: jäähdytinlaitteistoissa todellakin on kuristinventtiilit lauhduttimen jälkeen!
Kyselin erään kurssin assarilta, muistakseni temon tohtoriksi juuri väitelleeltä, että kai nyt edes isommissa teollisuusjäähdyttimissä on kuristimen tilalta "vastakompressori" (eli sylinteri, jossa paineistetun kylmäaineen kaasuuntumisessa painetta laskettaessa vapautuva "valtava" energia muunnetaan takaisin liikkeeksi ja siirretään kompuralle).
Sanasta 'vastakompressori' ymmärsi välittömästi mistä oli kysymys ja totesi ettei tiedä käytetäänkö: "sinun täytyy selvittää se jostain".
Totesin siihen että: "no jos sellaisia käytettäisiin, niin silloinhan periaatteessa millä hyvänsä kylmäaineella saavutettaisiin ideaalinen kylmäkerroin kitkahäviöitä lukuunottamatta", johon hän tokaisi: "niin no, esimerkiksi vesihän ON kylmäaine..."
SIISPÄ KYSELISIN SITÄ TÄÄLTÄ KESKUSTELUPALSTALTA:
Käytetäänkö minkään suuruusluokan kylmäkoneessa vastakompressoria eli ikäänkuin pneumaattista moottoria jossa kaasun paisumisesta saatava mekaaninen työ otettaisiin takaisin käyttöön?
- ei siksi ettäkö energiatekniikan opiskelijana kiinnostaisi pätkääkään kuinka paljon yhteiskunnassa jauhetaan sähköä aivan tarpeettomasti harakoille, v!tuttaa vaan se kun kursseilla tyrkytetään vuodelta miekka ja kirves peräisin olevia oppeja joa kolmasosa luentoajasta kuluu saarnaamiseen ja huutamiseen.
esimerkiksi termon luennolla tyrkytettiin hyötykertoimen kaavaksi
ε = 1 / (T_1/T_2)-1
- Siis kysymyksessä on alussa mainittu kylmäkertoimen kaava "epsilon on yhtä kuin tee kaks per delta tee", joka ilman mitään järkiperäistä syytä oli johdettu tuollaiseksi möröksi, vailla mitään saavutettua etua. Perustelu kuului: "no sama carnotin kylmäkerroinhan on kyseessä, mutta pitäisihän teekkarin pitäisi osata johtaa tuo kaava alkuperäiseen muotoonsa."
-"No (5aatana) 85% kuuntelijoista ei tajunnut ollenkaan mistä kaavasta on kysymys!"
-
No, puolestaan neljän tunnin kestoisella melumittaus luennolla tykitettiin 101 kaavaa joilla voidaan ratkaista painotettu äänenpainetaso, jonka mittaukseen tarvitaan erikoistarkkoja käsityönä valmistettuja resonanssimikrofoneja, jota maksavat 20 tonnia kappaleelta, ja mittaajan täytyy valvoa mittausprosessia vierestä että osaa kirjata kaikki häiriötekijät kuten linnunlaulu pois mittausdatasta. uusimmat kalliit äänenpainemittarit rekisteröivät jopa useampia eri taajuuksia yhtäaikaisesti. Luennon lopuksi kysäisin, että eikös mittausprosessin voisi hoitaa ostamalla tavallisen viidenkympin studiomikin, sen jälkeen kalibroida se miniläppärille. Sen jälkeen antaa nauhoittaa sen 24 tuntia halutussa kohteessa. Näin saadaan sekä äänellinen että graafinen mittausdata, josta voidaan tarvittaessa paikantaa linnunlaulut, lehtien kohinat ym häiriötekijät ja leikata ne pois, eikä mittaustoimenpide maksa mittään, kaiken lisäksi tulos saadaan desibelin tarkkuudella, kun taas tällä esitetyllä menetelmällä hyvä jos 3 dB tarkkuuteen päästään. "No, noinhan ne tekevät nuo mittaukset nykyään...mutta me ollaan Simon kans tehty tällä vanhalla tyylillä niitä että saatais luennoille materiaal..." -totesi luennoitsija.
-
Ja mikä naurettavinta tässä ilmiössä: professorit jatkavat luentojaan kuin viilipytyt sen jälkeen kun on todettu että edellinen asia oli puppua.
Vastaukset 18
Vanhimmat
Lähinnähän proffat on semmoista porukkaa, että ne selittää kaiken niin kuin porukka jo valmiiksi tietäisi kaiken mitä opetetaan ja proffa vain kävisi kertaamassa asiat. Sitten on assarit, jotka osaa aiheensa vain, koska ovat käyttäneet edellisen päivän sen opiskeluun. Kysyt proffalta jotakin, niin se jaarittelee ummet ja lammet asiasta ja saat oikein metsästää, että missäköhän kohdassa se vastaa kysymykseen jos vastaa. Sitten jos kysyt jotakin assarilta, niin vastaus on jotakin "täytyy vähän kattoa myöhemmin. nyt en osaa sanoa..."
Jos oletetaan että professori puhuu esimerkiksi sen neljä tuntia pashaa 100 päiselle kuuntelijakunnalle, se merkitsee kumulatiivisesti kahden kuukauden työpanoksen hassaamista.
Toisin sanoen kun proffa puhu neljä tuntia potaskaa, kela maksaa kahden kuun palkan toivomuskaivolle ja palkkioksi siitä yhteiskunta saa 100 epäpätevöitettyä diplomi-insinööriä.
- Ei ole kovin vahvalla pohjalla tämän maan tulevaisuus ei.
Epäpätevyyttä tuskin tulee, koska tentteissä ja harjoitustöissä vaaditaan usein asioita, jotka on luennoilla ja harjoituksissa selitetty joko kovin puutteellisesti tai ei ollenkaan. Itsellänikin on menossa yksi harjoitustyö, jossa on puolet sellaista asiaa, mitä ei ole luennolla käsitelty lähes ollenkaan ja harjoituksissakin puutteellisesti. Homma menee niin, että asiat lukee kirjassa/netissä/ohjelman helpissä ja ne tulee ymmärtää ja osata soveltaa tentissä ja harkkatöissä, lähes huolimatta siitä mitä luennoilla tai harkoissa höpistään. Melkoista rahojen haaskausta sanoisin ja alkaahan se ottaa päähän, kun asiat pitää omaksua suoraan kirjasta, vaikka ne voisi opettaakin.
Opiskelijat ja etenkään yliopisto-opiskelijat eivät ole tyhjiä säiliöitä, jonka opettaja sitten täyttää tiedolla. Asioiden oppimisen lisäksi opiskelijan tulee oppia ottamaan itse asioista selvää.
Luennoilla pyritään luomaan kurssin asioista kokonaiskuva ja esittämään asioiden linkitys muuhun jo opittuun, ei esittelemään kurssin hienopiirteisintä nippelitietoa. Se taas kuuluu opiskelijan itse hankkia esimerkiksi harjoitustöissä. Yleiset, periaatteelliset tiedot säilyvät kaikkein pisimpään, ja näin niistä on ihmiselle eniten hyötyä. Tuoreimmat opiskelijat eivät vain tätä asioiden tilaa ymmärrä.
Miten kukaan edes epäilee, että työnantaja ottaisi palvelukseensa ihmisen, jonka otsassa olisi leima "Tietämys parasta ennen 31.12.2012, TKK"?
Useimmat teknillisten yliopistojen aineet - varsinkin ammattiaineet ja syventävät aineet - sisältävät valtaosaltaan vanhan kertausta, sillä perusteet on kerrottu yleisopintojen yhteydessä. Opiskelija ei vain huomaa, että esimerkiksi jossakin virtausmekaniikassa esitellään hieman toiselta taholta samat asiat, jotka on jo käsitelty fysiikassa tai matematiikassa. Useimman kurssin pääoppima olisikin juuri tämän havaitseminen, mutta kaikki eivät vain tähän kykene.
Niin, sehän ei ole mitenkään mahdollista, että opetus ei oikeasti olisi jollakin kurssilla kovin laadukasta. Jos jollekin opiskelija joskus tulee tällainen tunne ja hän uskaltaa sanoa sen ääneen, niin vikahan on aina tietenkin opiskelijassa, "joka ei vain kykene."
Se, että proffa esittää esimerkiksi että arkkupakastin on pystypakastinta energiataloudellisempi vaihtoehto (ja se hokema jopa tarttui joidenkin opiskelijakavereiden suihin), tai että markettien kylmiöiden lauhduttimet kannattaisi siirtää sisäpuolelle, jolloin marketin sisälämpötila nousisi, ne ovat pupun puhumista - ja kaiken lisäksi aivan tietoista sellaista. Teekkarille jää "perintötietona" liuta vääräoppisia uskomuksia ja iskulauseita, sen lisäksi kieroutunut todellisuudentaju.
Entä jos tohtoriksi juuri väitellyt assari ei osaa vortexputkesta sanoa muuta kuin että "sitä ei oikeastaan tiedetä tarkasti miksi lämö käyttäytyy periaatteessa päinvastaisesti kuin mitä pitäisi..."
- "jaa, niin sekö että kun kylmä ilma tulee kutken keskeltä ja kuuma reunoilta vaikka järjellä ajatellen pitäisi olla toisin päin?"
- "ei kun se että kun normaalisti lämpö virtaa kuumasta kylmään päin, tässä se virtaa kylmästä kuumaan..."
(- "HAHAHAHAHAHAHAHA !!!")
Käytännön tietämystä harvasta oppikirjasta saa, professorin velvollisuus/vastuu on tarjota opiskelijalle linkki teorioiden maailmoista käytännön elämään. Mutta jos professori kertoo asiat päin vastoin kuin mitä todellisuus, se on sitä itseään: soopan puhumista, VAHINGOLLISTA!
- No, ensinnäkin marketeissahan käytetään "kylmäverhoja" (ilmavirta joka kulkee kaapiston ylähyllyltä alas ja poistuu imuritilän kautta takaisin jäähdyttimelle), kysymyksessä on termoinsinöörien järjen riemuvoitto: ihmiskunnan historian kaikkien aikojen kehnoimmalla hyötysuhteella jyystävä viilihylly, sitten professori halusi vielä nostaa marketin sisälämpötilan 15 asteesta 20:een. Tämä on malliesimerkki sellaisesta disinfon alatyypistä jota voisi kutsua sanotaan nyt vaikka hapatteeksi - viilien kunniaksi.
Arkkupakastin puoletsaan on monesta syystä järjenvastainen tuote useammastakin syystä:
1. Käyttäjän kannalta tuote on hankala, koska se vie paljon lattiapinta-alaa, "vapautuneelle" seinätilalle harvoin löytyy mitään hyötykäyttöä. Huone ei ole niin avaran oloinen kuin jos arkkupakastimen tilalta olisi pystypakastin. Toisekseen marjarasioita on hakala koulia mistään pakastimen pohjalta korien alta. Sen sijaan pystypakastimessa pakasteet on sijoitettu useaan vetolaatikkoon, jolloin artikkelit ovat paitsi että ergonomisemmalla korkeustasolla, myös helpommin löydettävissä.
2. Pystypakastimen vetolaatikot myös aiheuttavat sen, että kylmää pakkasilmaa ei pääse karkaamaan huoneeseen juuri lainkaan, arkkupakastimessa taas ison kannen availu aiheuttaa pyörrevirran joka jonkine verran nostaa kylmyyttä arkusta huoneilmaan - suoraviivaisesti ajateltunahan arkkupakastimen kuuluisi olla se, jossa kylmä ilma pysyy pakastimessa vaikka kansi olisi auki, ja pystypakastimen se, jossa oven avaaminen aiheuttaisi koko sen pakastimen sisällä olevan kylmän ilmamassan siirtymiseen huoneeseen, korvautumisen huoneilmalla, joka pitäisi lämmittää.
3. Nyt tulee mielenkiintoisimmat, nyt tarkkana 'Palikka'! Arkkupakastimissa jäähdytinputkistot on integroitu pakastimen sisäpintaan ja lauhdutinputkistot pakastimen ulkopintaan. Näin ollen pakastimen energiatehokkuutta on jälkikäteen käytännössä mahdotonta yrittää parantaa. Sen sijaan pystypakastimessa lauhdutinputkistot on sijoitettu ulkoisena "ritilänä" kaapin takaosiin: Näin ollen käyttäjällä on mahdollisuus halutessaan lisätä esimerkiksi uretaanilevyä pakastinkaapin kylkiin (ja muistammehan seuraavat maalaisjärjellä tajuttavat lainalaisuudet: "kun eristekerroksen paksuus kaksinkertaistuu, lämmönhukka puolittuu" sekä: "kun lämpötilaero puolittuu, lämmönhukka/kylmänhukka seinämän läpi puolittuu" ja vielä pari...
4. "kun pystypakastimen takaosa tuuletetaan (esimerkiksi syöttämällä +15 asteista (siis normaalia esilämmitettyä) korvausilmaa sinne), jääkaapin energiankulutus alenee noin 40%" sekä "kun jääkaapin takaosa tuuletetaan (vastaavalla tavalla), sen energiankulutus alenee noin 70%". Tämä ilmiö johtuu siitä, että normaalisti lauhdutinritilän lämpötila on 40 astetta ja heikosta ilmavirrasta johtuen lauhdutinputkiston ympärille muodostuu paksu stabiili ilmakerros, joka toimii eristeenä. Ilmiöstä käytetään yleisemmin termiä 'pintalämmönvastus'. Korvausilman puhaltamisella saadaan 15 asteinen ilma suoraan lauhdutinputken kylkeen.
Vielä lopuksi, etenkin nimim. Palikalle perehdytykseksi:
vastoin yleistä käsitystä pakastimella eikä jääkaapilla voi lämmittää huonetta: lämpövirta joka tulee lauhduttimesta ulos huoneeseen, on sama joka siirtyy kaapin/arkun kylkien läpi sisälle pakastimeen (=huoneilma jäähtyy). Toisaalta voi ajatella, että kyllähän koneiston hukkaenergia on ylimääräistä energiaa huoneeseen. No se tuottaa saman verran lämpöä kuin pahainen hehkulamppu, jos haluat lämpöä tuottaa niin otappa poika imuri käteen - se tuottaa saman verran lämpöä ja vieläpä samalla hyötysuhteella kuin 2kW sähköpatteri, paitsi että saat samalla kämppäsi imuroitua ilman ylimääräistä sähkönkulutusta.
'Lämpimikseen puhuminen' ja 'pupun puhuminen' ovat kuitenkin hiukan eri asioita.
"Lämpimikseen puhuminen" on tietyssä mielessä jopa suositeltavaa ja oleellista oppimisen kannalta. Siis hiukan aiheen sivusta tai aihetta laajentaen, käytännön kokemuksia ja tapauksia jne jolla tavallaan liitetään teoria käytäntöön. Tosin tässäkin asiassa tehdään toisinaan vahinkoja, esimerkiksi jättämällä selittämättä sen syvemmin miten joku esimerkiksi demonstraatio liittyy aiheeseen. Arvioisin, että 85%:lle teekkareista asioiden spontaani oivaltaminen käytännöllisesti on varsin, erittäin tai huomattavan hankalaa: Siis oma käytännöllinen taustatieto on vähäistä ja siksi anti sanotaan nyt vaikka lumen suolaamisella aiheutetulla viilentymisefekti -demonstraatiosta jää olemattomaksi. itse tuolloin odotin proffan selittävän myös kylläisen suolavesiliuoksen jäätymisessä tapahtuvan erään "odottamattoman" mekaanisen ilmiön, sekä sen miten suola-lumiseoksen sulamisprosessin luonne ratkaisevasti eroaa puhtaan veden sulamisprosessista.
Tämä juuri mistä -nimim.- puhui on kylmää faktaa: menee aivan ohi luentojen päämäärien jos ei selitetä asioita sen yksityiskohtaisemmin vaan professori ikäänkuin olettaa että opiskelijat jo ennestään tietävät joka asiasta kaiken.
- No, suolaveden (esim natriumkloridi) jäätyminen eroaa makean veden jäätymisestä siinä, että ensinnäkin jäätymislämpötila ei ole tarkka - kuten puhtaalla vedellä) vaan hileitä alkaa muodostua enemmän ja enemmän sitä mukaa kun lämpötila tippuu, toisekseen kun suolavesi jäätyy, tällöin suolavesiliuoksen vesi muuttuu "tislatusta vedestä" koostuviksi jäähileiksi ja liuoksen näin saavuttaessa kylläisyyspisteensä, ylimääräinen suola kiteytyy takaisin suolakiteeksi - siis jäädytetty suolavesi tosiasiassa on jääkiteiden ja suolakiteiden seos (asiaan liittyen, tätä suolaveden ominaisuutta hyödynnetään esimerkiksi nykyajan energiatehokkaimmassa teollisuus-kylmäkoneessa kauppanimeltään vacuum ice maker, jonka COP kertoimet kuitelevat seiskassa siinä missä luennoilla esiteltyjen perinteisten kylmäkonetyyppien COP kertoimet ovat nelosessa). Mitä sulamisprosessiin tulee, niin kuten tuossa jo jäätymisprosessista selostettua, niin kuinka ollakkaan sama ilmiö toistuu takaperin, eli sulamispiste on samaten epätarkka.
tai siis puhutaampa nyt oikeilla termeillä: solumuovi on meleko kallista, finnfoam (d=50mm) maksaa kuutisen euroa neliöltä.
- siis tuskin kaksinkertaistaisi jääkaapin tahi pakastimen tuotantokustannuksia kuten professori väitti - tai siis 'totesi'.
Siihen aikaan, kun teknillisiinkin yliopistojen sisäänpääsyyn vaadittiin muutakin kuin ymmärtää yliopiston ulko-ovessa olevan lapun VEDÄ tarkoitus, havaittiin, että sisään päässyttä ainesta ei voitu pilata millään opetuksella. Jos asia opetettiin, niin teekkarit omaksuivat asiat; jos taas asia opetettiin huonosti, niin teekkarit ottivat itse selvää asioista ja omaksuivat kurssin sisällön.
Nyt tilanne on tietysti toinen, kun paljon suurempi osuus ikäluokasta on mukana. Lisäksi peruskoulu ja nykylukio on opettanut ihmiset aivan turhan valmiiksi pureksittuun mössöön. Jos pitäisi itse ottaa asioista selvää, niin hui kauhistus.
Jos opetus teknillisissä yliopistoissa on sinunkin mielestäsi ollut joskus huonoa, niin mitäs sitten vänkäät? Eihän tässä siitä ollut kyse, että asian oppiminen huonosta opetuksesta johtuen olisi kovin/liian vaikeaa, vaan siitä, että melkoista verorahojen tuhlausta maksaa jollekin huonon opetuksen antamisesta, kun samalla rahalla voisi varmasti saada laadukastakin opetusta. Voisit mennä pätemään jonnekin muualle, missä keskustelun seuraaminen ei osoitu sinulle ylivoimaiseksi.
Mukava saada lukea uusi aloitus, lisäksi on mielenkiintoinen, samoin useat vastaukset sisälsivät mukavia kommentteja. Täällä Australiassa olen ihmetellyt suuria kauppa keskuksia joiden ilmastointi vienee valtavasti energia, jos lämpotila huitelee 32 niin sisällä on ihanan viileää ja kyse on useamman hehtaarin komplekseista.
Ja niitä koplekseja on aika monta täällä.
Paljon on tullut vastauksia, mutta ilmeisesti kukaan ei tiedä mitä tuossa kuristimessa tapahtuu. Saako kaasun laajenemisesta syntyvän energian talteen. Syntyykö edes energiaa, sillä kaasuuntuminen vaatii energiaa?
Tähän tarvittaisiin fyysikko, sillä insinööreiltä ei tällaisiin kysymyksiin näytä vastauksia löytyvän.
Kaasun yleinen tilanyhtälö on muotoa
p * V = x * T , (1)
missä p kuvaa kaasusatsissa vallitsevaa painetta, V kaasusatsin tilavuutta, x on kaasusatsin (molekyylien luku-) määrästä riippuva kerroin ja T kaasusatsin lämpötila (pysyy vakiona).
Oletetaan seuraavanlainen koejärjestely: mehupillin, jonka sisätilavuus on 1 ml, molempiin päihin on kytketty 10 ml lääkeruiskut. Toinen ruiskuista on pohjassa, toisessa on 9 ml ilmaa (normaalissa 1 bar paineessa), kaiken kaikkiaan systeemissä on siis 10 ml ilmaa (ruisku pillin sisus). Ilmamäärä pysyy vakiona koko prosessin ajan, ts kerroin x pysyy vakiona.
Painettaessa molemmat ruiskut pohjaan, ilman tilavuus pienenee 10 ml:sta 1 ml:aan - kymmeneosaan - ja sen lämpötila nousee arvosta T_1 arvoon T_2. Annetaan pillin jäähtyä jotta ilman lämpötila palautuisi takaisin T_1:ksi. Nyt kaavan (1) mukaisesti pillissä (1 ml) olevan ilman paine on 10 baria (x sekä T ovat samoja mitkä alussa). Havaitaan, että kun toisen ruiskuista mäntää höllätään, se tekee työtä.
Ilmamäärän laajenemisprosessi imee ympäristöstä vakiomäärän lämpöä riippumatta siitä millä nopeudella v männän annetaan palautua. Paisumisen aiheuttaman "kylmäteho" on kuitenkin riippuvainen v:stä
Mutta jos peukalon sijaan paisumisen nopeutta säädeltäisiin pillin ja ruiskun väliin sijoitetulla kuristimella siten, että mäntä palautuisi samalla nopeudella v (siis sama kylmäteho), kuristimen kautta virratessaan ilma lämpenisi saman verran kuin mitä männästä olisi voitu saada energiaa talteen.
-
Ihmettelit, että saako kaasun laajenemisesta syntyvän energian talteen [kiertoprosessissa]. Saa, mutta toisin kuin esim polttomoottorissa, jossa työtahdin aikana molemmat (imu ja pako) venttiilit ovat kiinni, 'vastakompressorissa' työtahdin aikana imuventtiili tai poistoventtiilli on (ylä- ja alakuolokohtaa lukuunottamatta) kokoajan auki.
- Tässä muuten vähän mielenkiintoista triviaalitietoa kylmälaitteiden tulevaisuuteen liittyen, jos kiinnostaa - kirjanmerkeistä vahingossa löysin, itse asiassa siitä syystä satuin tässäkin keskustelussa piipahtamaan.
www verkkouutiset fi / index.php?option=com_content&view=article&id=3979:laite-jota-ei-osata-rakentaa-100-vuoden-harjoittelun-jaelkeen&catid=12:tiede-paeaeuutinen-&Itemid=7
- On alkanut tuntua, että paras hyötykerroin saavutettaisiin tosiasiassa kun kylmäaineena käytettäisiin tavallista kylläistä suolavettä, eli siis kysymyksessä olisi eräänlainen kylmäkoneen ja absorptiojäähdyttimen välimuoto.
- kylmäaineeseen kannattaa lisätä (höyrystyvää?) "saippuaa" viskositeetin eli virtausvastuksen pienentämiseksi.
- Suljettu kierto siten että ilma imetty pois systeemistä ("tyhjiö").
- Perinteinen kuristinventtiili korvataan "mäntämoottorilla", joka sijoitetaan samalle akselille kuin kompura.
- Portaaton termostaatti (toteutettu esimerkiksi säädettävällä kondensaattorilla)
- Tasavirtamoottori (perinteinen murheenkryyni eli "hiilet" korvattu rullalaakeria muistuttavalla ratkaisulla)
- Seinämäpaksuus esimerkiksi kaksinkertainen nykyiseen nähden (nykyisten jääkaappien ja pakastinten seinämät ovat eristävyydeltään samaa tasoa kuin keskivertotalojen monikerrosikkunat, ja sentään lämpötilaero on arkkupakastimissa viittäkymmentä kelviniä, jopa kuuttakymmentä sillä jäädytin- ja lauhdutinputkistot on arkkupakastimissa integroitu seinämävaippaan!)
Vettä (ja suolavettä) muuten käytetään jo nykyään teollisuuden kylmäkoneissa kuten VIM (vacuum ice maker).
kuristinventtiilin ainoa tarkoitus on pitää paine-ero jäähdytin ja lauhdutin putkiston välillä.
Voithan sä sinne jonkin paineilmamoottorin survoa jos niin haluat, pitäis hyötysuhteen nousta.
Itse käyttäisin peltier elementtiä enkä mitään mekaanisia viritelmiä.
Täällä pohjosessa kylmää piisaa, niin miksei sitä kylmää napata talvisin suoraan ulkoilmasta?
Pakkasnestettä vaan kiertämään putkia pitkin ja kun ei ole tarpeeksi kylmä niin kylmäkoneet käyntiin...
Extreme yksinkertaistus.
'eli sylinteri, jossa paineistetun kylmäaineen kaasuuntumisessa painetta laskettaessa vapautuva "valtava" energia muunnetaan takaisin liikkeeksi ja siirretään kompuralle'
Jos tuollasta vastakompressoria käytetään, niin sehän tarkoittaa sitä, että osa paineesta muutetaan työksi, jolloin tarvitaan enemmän energiaa kierron ylläpitämiseksi. Itse asiassa siinä jäädään hieman jopa miinuksen puolelle, kun muut häviötä aiheuttavat voimat kasvavat sen seuraksena.
Eikö tuo nyt ole ihan termodynamiikan ensimmäisen pääsäännön nojalla aivan selvä asia.
Yliopisto-opinnoista olen sitä mieltä, että opetuksen taso on erittäin heikko tekniikan alalla, ja opetusmetodit todella säälittäviä - sekä opintojen suunnittelukin kusee todella pahasti. Minulla on pari aikaisempaa tutkintoa kahdesta eri yliopistosta, ja niissä taso oli aivan toista luokkaa. Tällä hetkellä opiskelen konetekniikkaa, ja sekä kurssien suunnittelussa että toteutuksessa on paljon puutteita.
Siitä olen kyllä eri mieltä, pitäisikö yliopistossa opettaa hifistely-juttuja. Minun mielestäni pitää käydä läpi perusmekaniikka, -sähköoppi, tietotekniikka sekä lujuuslaskenta jne. Muut uutuudet pohjautuvat näihin muinaisiin keksintöihin - ja fysiikanlait pätevät niihin yhtälailla. Jos osaat laskea muinaisille sorveille ja jyrsimille vaadittavat työstöarvot, osaat kyllä käyttää uusimpia automatisoituja nc-koneitakin, jotka tekee puolet työstä puolestasi. Jos haluaa käydä nc-koneistajaksi eikä tietää teoriasta mitään, sitten menee amikseen.
Vähän off-topic, mutta monessa paikassa proffat eivät ole kovin motivoituneita opettamaan. Tai opetus voi olla ihan ok, mutta se kurssin sisältö on jäänyt johonkin 80-luvulle, kun materiaalia ei ole viitsitty päivittää.
Vaikka insinööritieteet on "akateemisia", niin ainakin omassa konetekniikan tutkinnossa jäin kaipaamaan enemmän konkreettista tekemistä. Edes kerran olisi voitu tehdä joku ihan oikea laite alusta loppuun. Nyt koko homma jäi varsin hajanaiseksi ja käytännönkokemusta on lähes pelkästään opetuslaitteista, jotka poikkeaa melkoisesti siitä oikeasta tekemisestä.