Idee zur einfachen Messung der Dampfleistung!

AW: Idee zur einfachen Messung der Dampfleistung!

@paraglider hättest du etwas gesucht wärst du vielleicht auch unsere Methode zum Bestimmen der Feuchtigkeit im Dampf gefunden.
Das funktioniert genauso wie deine Methode ein Kännchen mit 10 °C warmen Wasser vorher und nachher bei 65 °C Wiegen und schon hat man den Prozentuellen Wasserzugewinn.
Das hat aber nichts mit der Dampfleistung sondern mit der Kesselfüllhöhe zu tun.
Die Dampfleistung (die je nach Feuchtigkeit auch schwankt (mehr Wasser überträgt besser die Wärme)) könntest du nach der Zeit berechnen. Wie lange z.B. 1 L Wasser von 10°C auf 65°C braucht bei z.B. 15% Feuchtigkeit.
Mehr Dampfleistung heizt aber nicht das du besser schäumst sondern erst mal nur schneller.
Die Düse muss das richtige Volumen an Löchern haben.
Such man nach Düsenlöcher anpassen
Gunnar

 

AW: Idee zur einfachen Messung der Dampfleistung!

Nein nur eine Ursache da viel Dampf ja das Wasser schneller auf 65°C bringen würde. Also egal wie viel Dampf da ist du misst so nur den Wasserzugewinn. Die Zeit die es benötigt das Wasser zu erwärmen hat mit der Dampfmenge zu tun.
Gunnar

 

AW: Idee zur einfachen Messung der Dampfleistung!

Wenn man die Zeit mißt, die man braucht um eine bestimmte Menge Wassers von einer Temperatur auf eine andere zu erhitzen bekommt man einen Wert für die "Wärmeübertragungsleistung" (was für ein Ausdruck! ) der Maschine (ist das das, was Du als Dampfleistung bezeichnest?).

Mißt man dabei auch die Gewichtszunahme des Wassers bekommt man einen Wert für die "Trockenheit" des (Wasser-)Dampfes (ein Paradoxon)...

Insgesamt Deinem Ansatz sehr ähnlich, aber etwas pragmatischer gehalten, sehr schnell und einfach durchzuführen bei m.E. gleichem Informationsgehalt...

Die Gewichtszunahme durch den Wasserdampf gibt an wie sehr Du Deine Milch verwässerst, die Zeit wie schnell Deine Maschine schäumt, beide Werte sagen aber nicht viel über die Qualität bzw. Konsistenz des Milchschaums aus....

 

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@paraglider am besten vergleichen kannst du die „Milchschaumleistung nach deiner Definition“ bei einem Boardtreffen. Dazu gehört allerdings auch etwas Erfahrung mit verschiedenen Geräten.
Man kann wohl auch einen optimales Verhältnis zwischen Dampfaustrittvolumen/Sek. zur Düsenfläche bestimmen, bzw. wie feucht denn der Dampf nun sein soll oder viel lange es dauern soll. Aber das wird je nach persönlichen Vorlieben auch schwanken.
Gunnar

 

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definiert man leistung wie üblich als arbeit pro zeit, wobei arbeit die übertragung von wärme(-engergie) ist, dann ist es zweckmäßig, die zeit zu messen, die man braucht, um eine bestimmte menge wasser um einen bestimmten betrag zu erhitzen, also z.b. 150ml wasser von 10°c auf 65°c (das entspricht einer änderung von 55K). dann gilt: leistung = masse * temperaturänderung * spez. wärmekapazität / zeit.

ich geh' mal einen referenzwert berechnen...
edit: bei mir dauert's für ein kännchen voll schaum etwa 5-7s, also nehme ich mal an: 150ml werden in 7s um 55K erwärmt. die wärmekapazität von wasser ist 4,18kJ/(K*kg).

=> P=0,15kg*55K*4,18kJ/(kg*K)/(7s)=5kJ/s=5kW (gerundet)
ist aber nur eine schätzung. die kondenswassermenge hab ich leider vergessen. liefer' ich nach...

gruß, max

 

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@meister eder das hört sich schon besser an. So kann man die reine Leistung des Kessels definieren. Die Feuchtigkeit müsste man noch einbauen. Je feuchter der Dampf desto geringer war die Kesselleistung. Also irgendwie durch die Feuchtigkeit teilen.
Denke aber das paraglider das so gar nicht unbedingt wollte. Denn aus der Kesselleistung geht ja erst mal nur hervor wie lange man für z.B. 300 ml Milch benötigt.
Für die meisten Heimanwender wohl er zweitrangig wenn man aber mal in 4 Stunden 300-400 Cappus machen muss schon interessant. So lange die Schäumzeit ca. 10 Sek. unter der Durchlaufzeit ist auch wieder unwichtig.
@paraglider mit der Kesselleistung könnte man dann aber eventuell die erforderlichen Bohrungen in der Düse errechnen um gut Schäumen zu können.
Gunnar

 

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es ist ja nicht wirklich die leistung des kessels, sondern die leistung, die tatsächlich in form von dampf abgegeben wird. bei einer größeren düse würde man einen höheren wert erreichen.
aus der kondenswassermenge kann man auf temperatur bzw. energieinhalt/qualität des dampfs schließen, aber man kann die angabe der einfachheit halber auch so stehen lassen: je weniger ml desto besser.

gruß, max

 

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@meister eder Ist die Düse zu groß reicht die Durchflussgeschwindigkeit aber nicht mehr aus um die Milch zu bewegen bzw. Luft unterzuziehen.

Ne sehe ich anders die richtige Menge ist wichtig. Ich mag z.B. ganz trockenen Dampf nicht so etwas feuchterer Dampf schäumt meine ich cremiger.
Aber diese Diskussion über den Wassergehalt in Dampf hatten wir schon. Und das Verwässerungsargument um ein paar % (war es 1 %?) bei einem Getränk das überwiegend aus Wasser besteht zieht bei mir nicht so wirklich.
Gunnar

 

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naja, je mehr dampf rauskommt, desto mehr kommt die milch in rotation. allerdings wird die ausströmgeschwindigkeit niedriger, sodass es schwierig wird, wirklich feinen schaum hinzukriegen, auch wenn es keine schichtenbildung im kännchen gibt.
ich meinte meinen hinweis auf den zunehmenden leistungswert bei größerer lochzahl oder querschnittsfläche der düse eher als schwäche der messmethode, denn das, was wir gemeinhin als dampfleistung der maschine bezeichnen, verbessert sich ja nicht, dadurch, dass man ihr mehr löcher verpasst. der kessel, dessen heizung und füllstand ändern sich ja nicht.

hm, das höre ich zum ersten mal. mein gedanke hinter dieser aussage war eher, je weniger kondenswasser entsteht, desto weniger dampf war nötig, desto höher war die energiedichte des dampf, also sein druck bzw. seine temperatur in der maschine. also kurz gesagt, wie groß sind die reserven der maschine, oder pfeift sie schon aus dem letzten loch?
eine maschine, die mit niedriger temperatur dampft, hat schon viel druck verloren, und damit ist die oben von mir angesprochene feinheit des schaums begrenzt. wenn meine ansicht stimmt....

so, jetzt hab ich mal eine kleine messung durchgeführt, um auch ein paar reale daten liefern zu können:


masse des wassers zu beginn: 150.05g
temperatur des wassers zu beginn: 25,4°C
dauer bei geöffnetem dampfventil: 5s
masse nach dampfen: 160.45g
temperatur nach dampfen: 60,7°c

daraus lässt sich folgendes berechnen:

massenzunahme: 10,4g
es sind also zehn gramm dampf in den 5s durchs rohr gezischt
energieübertragung: 22,1kJ
durchschnittliche leistung: 4,4kW
energiedichte des dampfs: 2,1kJ/g
jetzt fragt mich aber nicht, welcher temperatur das entspricht.

ich hab mich entschieden, lieber eine definierte zeit lang zu dampfen, als eine bestimmte temperaturänderung zu erreichen und nachher die zeit zu messen, weil's leichter geht ....

gruß, max

 

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Bin mir nicht sicher ob ich dich richtig versanden hab.
Wasser speichert mehr Energie als Luft und kann diese auch besser wieder abgeben. (nicht um sonst fließt in unseren Heizungen zu Hause Wasser)
Mit feuchteren Dampf braucht man weniger Zeit um auf die gleiche Temperatur zu kommen. Ein vollerer Kessel speichert mehr Energie. Bei einem zu kleinen Kessel kann feuchtere Dampf die Lösung sein. Leider beeinflusst der höhere/niedrigere Füllstand die Bezugstemperatur und kann je nach System das thermische Gleichgewicht durcheinander bringen.

Das ist glaube ich recht trocken wir hatten glaube ich von 10°C auf 65°C ein Zugewinn von 8 – 15 % oder so.
Finde es jetzt aber nicht mehr.
Gunnar

 

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Ach mit einem Einkreiser kann man sehr schön einfach verschiedenen Dampffeuchtigkeiten produzieren. Je länger man das Ventil zum Wasserablassen vor dem Dampfen öffnet desto trockener ist der Dampf.
Gunnar

 

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Wasserdampf und Luft sind aber zwei verschiedene Paare von Schuhen...
Bei einem halbwegs funktionierenden Entlüftungsventil bzw. nach einem erstmaligen "Abdampfen" sollte sich kaum mehr Luft im Kessel befinden, sondern nahezu ausschließlich Wasserdampf...

 

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@Walter ja ich weiß nur sind es die beiden Extreme.
So ist es wohl in unserem Fall. Mehr Wasser im Kessel speichert mehr Energie.
Feuchterer Dampf gibt die Energie besser ab hinterlässt aber auch mehr Wasser.
Gunnar

 

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@gunnar: wenn der kessel richtig funktioniert, sollte sich im laufenden betrieb keine luft mehr im kessel befinden. auch wenn man mit einem einkreiser dampft, denn wie soll die luft auf einmal da reinkommen?
feuchter dampf hat zwei ursachen:

-spritzwasser aus dem kessel: sobald man den dampfhahn aufdreht, fällt der druck im kessel. da dessen wasserinhalt aber deutlich heißer ist als die siedetemperatur bei diesem fallenden druck, fängt die wasserphase schlagartig an zu sieden und lässt das wasser zur dampflanze heraussprudeln. das ganze sähe dann genauso aus wie bei einer geschüttelten sprudelflasche, die man schnell aufdreht; gerade beim einkreiser, der bis oben hin voll wasser ist.
wird der wasserstand niedriger, sprudelt weniger wasser mit aus dem kessel. beim einkreiser muss man darauf eine weile warten, beim zweikreiser sollte der wasserstand von vorherein niedrig genug sein. zusätzlich kondensiert dampf im dampfrohr, vor allem, solange das noch kalt ist. deshalb dreht man ja auch beim zweikreiser erstmal kurz das rohr auf.

-im kännchen entsteht kondenswasser, wenn der dampf genug abgekühlt ist und in seine flüssige phase zurückgeht (geht in sekundenbruchteilen). man braucht etwas mehr dampf, wenn er kälter war, daher erhält man auch mehr kondenswasser. auch das wasser aus dem ersten punkt wird auf seinem weg vom umgebenden dampf zum teil wieder verdampft, was dessen temperatur senkt.

wichtig ist, dass der dampf den größten beitrag zur erhitzung der milch dadurch leistet, dass er kondensiert, nicht dadurch, dass er sich abkühlt. klingt komisch, aber der dampf kühlt erst bis 100°c ab, gibt dabei etwas wärme an die milch ab. dann kondensiert er zu wasser, das immer noch 100°c hat, gibt aber bei diesem vorgang eine große menge energie ab, die die milch erhitzt. dann kühlt das kondenswasser noch etwas ab, und gibt ebenfalls eine geringe menge energie an die milch ab. trotzdem: je heißer der dampf aus dem kessel kommt (also je mehr druck er hat), desto weniger braucht man davon, um die milch um einen bestimmten betrag zu erwärmen, und desto weniger kondenswasser fällt dabei an.

um trockenen dampf zu erhalten, braucht man also folgendes:
-hohen druck im kessel, so ist der dampf heißer
-platz im kessel, damit weniger sprudelt
-kurze/dicke/isolierte dampfrohre, damit auf dem weg wenig kondensiert und abkühlt

ich hoffe, ich konnte etwas klarheit verschaffen, sonst muss ich wohl versuchen, mich noch etwas weniger "fachchinesisch" auszudrücken...

gruß, max

 

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@meister eder hört sich alles logisch an und passt mit meinem Beobachtungen zusammen.
Denke auch das die meiste Energie beim kondensieren freigegeben wird.
Ein höherer Druck im Kessel erhöht ja auch die Flussgeschwindigkeit was mehr Energie pro Sek. in die Milch bringen sollte. Ob der Dampf dadurch Trockener wird müsste man noch mal testen.
Die kondensierte Menge ist dann ja auch größer.
Es wird wohl eine optimal Feuchtigkeit des Dampfes geben der wohl zischen 10 -20% liegen wird.
Und einen Sinnvollen Druck bzw. Kesselgröße je nach Milchmenge. Mir ist beim Einkreiser aufgefallen das man grade am Anfang mehr Druck braucht um die Milch in Bewegung zu bringen. Danach kann der Druck ruhig etwas abfallen. So hat man mehr Zeit für den Microschaum.
Gunnar