Knatterboot - Versionsgeschichte

Admin: /* Thermodynamik */

2009-01-13T09:16:21Z

Thermodynamik

← Nächstältere Version		Version vom 13. Januar 2009, 09:16 Uhr
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	==Thermodynamik==		==Thermodynamik==
			Der eigentliche Motor des Knatterboots besteht aus einem Boiler zwei wegführenden Rohre. Man könnte auch nur ein Rohr nehmen, dann wäre aber das Entlüften ein Problem. Im Boiler wird mit der kontinuierlich zufliessenden [[Wärme]] Wasser verdampft. Die Rohre dienen als Kühler, bei denen das Wasser wieder kondensiert. Die hin und her schwingenden Wassersäulen sorgen dafür, dass sich die Fläche des Kühlers periodisch ändert. So wird in der einen Phase mehr Dampf erzeugt als vernichtet, in den andern ist die Dampferzeugung insgesamt negativ. Der Dampfdruck schwankt zwischen etwa 93 kPa (930 mbar) beim Ansaugen und 115 kPa (1150 mbar) beim Ausstossen der Wassersäulen. Diese Werte hängen stark vom herrschenden Luftdruck ab.

			Geht man von einem reversiblen Ersatzprozess aus, bei dem die Wärme bei 100°C zu- und bei 20°C abgeführt wird, ergibt sich ein Wirkungsgrad von

			:<math>\eta=\frac{P}{I_{W1}}=\frac{I_{W1}-I_{W2}}{I_{W1}}=\frac{I_ST_1-I_ST_2}{I_ST_1}=\frac{T_1-T_2}{T_1}</math> = 20.4%

			Dieser Wirkungsgrad wird bei weitem nicht erreicht. Erstens fliesst durch die beiden Metallrohre ein Leckstrom vom Boiler zu den Kühlern. Zweitens ist die Prozessführung weit von der Reversibilität weg. Eine Reversible Prozessführung sähe etwa so aus
			#[[isotherm]]es Verdampfen von Wasser bei 100°C
			#[[isentrop]]e Expansion des Dampfes auf 20°C
			#[[isotherm]]es Kondensieren eines Teils des Dampfes bei 20°C
			#[[isentrop]]e Kompression auf 100°C

			Die Prozessführung müsste zudem durch die Bewegung der beiden Wassersäulen gesteuert sein. Man schätzt den Gesamtwirkungsgrad dieses Antriebs auf unter 1%.


	[[Kategorie:OffSys]]		[[Kategorie:OffSys]]

Admin: /* Impulsbilanz */

2009-01-13T07:40:42Z

Impulsbilanz

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	:<math>I_{px}=(v_x v_s+v_s^2)\rho A=-\frac 14\rho Av_x^2</math>		:<math>I_{px}=(v_x v_s+v_s^2)\rho A=-\frac 14\rho Av_x^2</math>

	Der Impulsstrom ist gleich Null, falls die Strömungsgeschwindigkeit ebenfalls gleich Null ist oder falls sie entgegengesetzt gleich gross wie die Geschwindigkeit des ~~Schiffes~~ ist. Im ersten Fall ist der Massenstrom bezüglich des ~~Schiffs~~ gleich Null und im zweiten transportiert der Massenstrom keinen Impuls. Das ausströmende Wasser führt dem ~~Schiff~~ Impuls zu, falls die Strömungsgeschwindigkeit grösser als die des Schiffes ist. Das einströmende Wasser führt dem Boot in jedem Fall Impuls zu. Wem diese Schlussfolgerung paradox erscheint, soll einmal die wahre Geschichte des schweizerischen [[Wilhelm und Tro Tell\|Nationalhelden]] lesen.		Der Impulsstrom ist gleich Null, falls die Strömungsgeschwindigkeit ebenfalls gleich Null ist oder falls sie entgegengesetzt gleich gross wie die Geschwindigkeit des Boots ist. Im ersten Fall ist der Massenstrom bezüglich des Boots gleich Null und im zweiten transportiert der Massenstrom keinen [[Impuls]]. Das ausströmende Wasser führt dem Boot Impuls zu, falls die Strömungsgeschwindigkeit grösser als die des Schiffes ist. Das einströmende Wasser führt dem Boot in jedem Fall Impuls zu. Wem diese Schlussfolgerung paradox erscheint, soll einmal die wahre Geschichte des schweizerischen [[Wilhelm und Tro Tell\|Nationalhelden]] lesen.

	Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann		Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann
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	:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>		:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>

	Das Boot erfährt bei kleinem Strömungswiderstand eine positive Beschleunigung, falls das Wasser ausströmt und falls es einströmt. Dieser Schluss ist aber nicht ganz korrekt, weil wir hier den Umstand, dass sich die Wassersäule im Rohr anders bewegt als das Boot, vernachlässigt haben. ~~Beim~~ Ansaugen des Wassers ~~könnte~~ im Bereich der Rohrenden ~~der Druck~~ leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der ~~Rohrenden~~ dürfte die damit verbundene Kraft klein sein.		Das Boot erfährt bei kleinem Strömungswiderstand eine positive Beschleunigung, falls das Wasser ausströmt und falls es einströmt. Dieser Schluss ist aber nicht ganz korrekt, weil wir hier den Umstand, dass sich die Wassersäule im Rohr anders bewegt als das Boot, vernachlässigt haben. Zudem könnte beim Ansaugen des Wassers der Druck im Bereich der Rohrenden leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Enden dürfte die damit verbundene Kraft aber klein sein.

	==Thermodynamik==		==Thermodynamik==

Admin: /* Impulsbilanz */

2009-01-13T07:34:10Z

Impulsbilanz

← Nächstältere Version		Version vom 13. Januar 2009, 07:34 Uhr
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	==Impulsbilanz==		==Impulsbilanz==
	In ~~Bewegungsrichtung~~ ~~wirkt~~ ~~nur~~ eine resultierende Druckkraft ~~auf~~ ~~das~~ ~~Boot~~ ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre [[konvektiv]] [[Impuls]] mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die ~~Metalloberfläche~~ und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]		Auf das Boot wirkt eine resultierende Druckkraft ''F<sub>D</sub>'' gegen die Fahrtrichtung ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre [[konvektiv]] [[Impuls]] mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die Oberfläche des Boots und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]

	:<math>F_D+I_{px}=\dot p_x</math>		:<math>F_D+I_{px}=\dot p_x</math>

	Die resultierende Druckkraft kann in guter Näherung als [[Strömungswiderstand]] modelliert werden		Die resultierende Druckkraft kann in guter Näherung als [[Strömungswiderstand]] ''F<sub>W</sub>'' modelliert werden

	:<math>F_D=-k\|v_x\|v_x</math>		:<math>F_D=-F_W=-k\|v_x\|v_x</math>

	Die Stärke des konvektiven Impulsstromes bezüglich des Bootes ~~kann~~ mit Hilfe der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ''v''<sub>s</sub> und des Querschnitts beider Rohre ''A'' beschrieben ~~werden~~		Die Stärke des konvektiven Impulsstromes bezüglich des Bootes wird mit Hilfe der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ''v''<sub>s</sub> (positiv, falls das Wasser relativ zum Rohr nach hinten strömt) und des Querschnitts beider Rohre ''A'' beschrieben

	:<math>I_{px}=(v_x+v_s)I_m=(v_x v_s+v_s^2)\rho A</math>		:<math>I_{px}=(v_x+v_s)I_m=(v_x v_s+v_s^2)\rho A</math>

			Der Impulsstrom ist minimal, falls das Wasser halb so schnell ins Schiff hinein strömt, wie dieses fährt. Unter dieser Bedingung (<math>v_s=-\frac{v_x}{2}</math>) ist der konvektive Impulsstrom negativ und hat eine Stärke von
	Steht das Schiff im Moment still oder fährt es vorwärts, transportiert der Massenstrom sowohl beim Aus- als auch beim Einströmen Impuls ins Schiff hinein.

			:<math>I_{px}=(v_x v_s+v_s^2)\rho A=-\frac 14\rho Av_x^2</math>

			Der Impulsstrom ist gleich Null, falls die Strömungsgeschwindigkeit ebenfalls gleich Null ist oder falls sie entgegengesetzt gleich gross wie die Geschwindigkeit des Schiffes ist. Im ersten Fall ist der Massenstrom bezüglich des Schiffs gleich Null und im zweiten transportiert der Massenstrom keinen Impuls. Das ausströmende Wasser führt dem Schiff Impuls zu, falls die Strömungsgeschwindigkeit grösser als die des Schiffes ist. Das einströmende Wasser führt dem Boot in jedem Fall Impuls zu. Wem diese Schlussfolgerung paradox erscheint, soll einmal die wahre Geschichte des schweizerischen [[Wilhelm und Tro Tell\|Nationalhelden]] lesen.

	Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann		Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann
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	:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>		:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>

			Das Boot erfährt bei kleinem Strömungswiderstand eine positive Beschleunigung, falls das Wasser ausströmt und falls es einströmt. Dieser Schluss ist aber nicht ganz korrekt, weil wir hier den Umstand, dass sich die Wassersäule im Rohr anders bewegt als das Boot, vernachlässigt haben. Beim Ansaugen des Wassers könnte im Bereich der Rohrenden der Druck leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Rohrenden dürfte die damit verbundene Kraft klein sein.
	Beim Ansaugen des Wassers könnte im Bereich der Rohrenden der Druck leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Rohrenden dürfte die damit verbundene Kraft klein sein. Die Aussage, dass sowohl der ausströmende wie auch der danach wieder zurück fliessende Massenstrom Impuls ins Boot hinein bringt, erscheint irgendwie paradox. Die Aussage gilt auch nur, falls die Bezugsrichtung in Fahrtrichtung zeigt. Wählt man die Bezugsrichtung nach hinten, wird in beiden Phasen Impuls aus dem Boot abtransportiert. Aber dann bewegt sich das Boot auch in negative Richtung und weist somit einen Impulsmangel auf. Wer nach einer anschauliche Erklärung sucht, lese einmal die Geschichte des schweizerischen [[Wilhelm und Tro Tell\|Nationalhelden]] und seines unterbelichteten Bruders.

	==Thermodynamik==		==Thermodynamik==

Admin am 11. Januar 2009 um 17:35 Uhr

2009-01-11T17:35:19Z

← Nächstältere Version		Version vom 11. Januar 2009, 17:35 Uhr
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	:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>		:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>

	Beim Ansaugen könnte im Bereich der Rohrenden der Druck leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Rohrenden dürfte die damit verbundene Kraft klein sein. Die ~~Behauptung~~, dass der ~~Impuls~~ ~~beim~~ ~~Einströmen~~ in ~~die~~ ~~andere~~ ~~Richtung~~ ~~als~~ ~~beim~~ ~~Ausströmen~~ ~~transportiert~~ ~~wird~~, ~~ist~~ ~~erwiesenermassen~~ ~~falsch~~. ~~Sowohl~~ ~~ein~~ ~~Wilhelm~~ ~~Tell~~, ~~der~~ ~~abspringt,~~ ~~als~~ ~~auch~~ ~~ein~~ ~~Tro~~ ~~Tell,~~ ~~der~~ ~~aufspringt~~, ~~treiben~~ das Boot in ~~den~~ ~~See~~ ~~hinaus~~.		Beim Ansaugen des Wassers könnte im Bereich der Rohrenden der Druck leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Rohrenden dürfte die damit verbundene Kraft klein sein. Die Aussage, dass sowohl der ausströmende wie auch der danach wieder zurück fliessende Massenstrom Impuls ins Boot hinein bringt, erscheint irgendwie paradox. Die Aussage gilt auch nur, falls die Bezugsrichtung in Fahrtrichtung zeigt. Wählt man die Bezugsrichtung nach hinten, wird in beiden Phasen Impuls aus dem Boot abtransportiert. Aber dann bewegt sich das Boot auch in negative Richtung und weist somit einen Impulsmangel auf. Wer nach einer anschauliche Erklärung sucht, lese einmal die Geschichte des schweizerischen [[Wilhelm und Tro Tell\|Nationalhelden]] und seines unterbelichteten Bruders.

	==Thermodynamik==		==Thermodynamik==

Admin am 5. Mai 2008 um 04:02 Uhr

2008-05-05T04:02:39Z

← Nächstältere Version		Version vom 5. Mai 2008, 04:02 Uhr
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	In Bewegungsrichtung wirkt nur eine resultierende Druckkraft auf das Boot ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre [[konvektiv]] [[Impuls]] mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die Metalloberfläche und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]		In Bewegungsrichtung wirkt nur eine resultierende Druckkraft auf das Boot ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre [[konvektiv]] [[Impuls]] mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die Metalloberfläche und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]

	:<math>F_D + I_{px} = \dot p_x</math>		:<math>F_D+I_{px}=\dot p_x</math>

	Die resultierende Druckkraft kann in guter Näherung als [[Strömungswiderstand]] modelliert werden		Die resultierende Druckkraft kann in guter Näherung als [[Strömungswiderstand]] modelliert werden

	:<math>F_D = - k \|v_x\|v_x</math>		:<math>F_D=-k\|v_x\|v_x</math>

	Die Stärke des konvektiven Impulsstromes bezüglich des Bootes kann mit Hilfe der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ''v''<sub>s</sub> und des Querschnitts beider Rohre ''A'' beschrieben werden		Die Stärke des konvektiven Impulsstromes bezüglich des Bootes kann mit Hilfe der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ''v''<sub>s</sub> und des Querschnitts beider Rohre ''A'' beschrieben werden

	:<math>I_{px} = (v_x + v_s)I_m = (v_x v_s + v_s^2)\rho A</math>		:<math>I_{px}=(v_x+v_s)I_m=(v_x v_s+v_s^2)\rho A</math>

	Steht das Schiff im Moment still oder fährt es vorwärts, transportiert der Massenstrom sowohl beim Aus- als auch beim Einströmen Impuls ins Schiff hinein.		Steht das Schiff im Moment still oder fährt es vorwärts, transportiert der Massenstrom sowohl beim Aus- als auch beim Einströmen Impuls ins Schiff hinein.
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	Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann		Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann

	:<math>{-}k \|v_x\|v_x + (v_x + v_s)I_m = \dot ~~m v_x~~ + m \dot v_x</math>		:<math>{-}k\|v_x\|v_x+(v_x+v_s)I_m=\dot mv_x+m\dot v_x</math>

	Wie bei der [[Rakete]] lässt sich die Impulsbilanz mit Hilfe der Massenbilanz		Wie bei der [[Rakete]] lässt sich die Impulsbilanz mit Hilfe der Massenbilanz

	:<math>I_m = \dot m</math>		:<math>I_m=\dot m</math>

	vereinfachen		vereinfachen
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	Die Beschleunigung des Schiffes ist damit gleich		Die Beschleunigung des Schiffes ist damit gleich

	:<math>\dot v_x = \frac {1}{m}\left(\rho A v_s^2 - k \|v_x\|v_x \right)</math>		:<math>\dot v_x=\frac{1}{m}\left(\rho A v_s^2-k\|v_x\|v_x\right)</math>

	Beim Ansaugen könnte im Bereich der Rohrenden der Druck leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Rohrenden dürfte die damit verbundene Kraft klein sein. Die Behauptung, dass der Impuls beim Einströmen in die andere Richtung als beim Ausströmen transportiert wird, ist erwiesenermassen falsch. Sowohl ein Wilhelm Tell, der abspringt, als auch ein Tro Tell, der aufspringt, treiben das Boot in den See hinaus.		Beim Ansaugen könnte im Bereich der Rohrenden der Druck leicht absinken und eine kleine Sogwirkung entfalten. Dank der scharfkantigen Geometrie der Rohrenden dürfte die damit verbundene Kraft klein sein. Die Behauptung, dass der Impuls beim Einströmen in die andere Richtung als beim Ausströmen transportiert wird, ist erwiesenermassen falsch. Sowohl ein Wilhelm Tell, der abspringt, als auch ein Tro Tell, der aufspringt, treiben das Boot in den See hinaus.

Admin: /* Flachverdampfer */

2007-04-04T05:01:14Z

Flachverdampfer

← Nächstältere Version		Version vom 4. April 2007, 05:01 Uhr
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	=== Flachverdampfer ===		=== Flachverdampfer ===
	[[Bild:tuk_tuk_boot.jpg\|thumb\|Tuk-Tuk-Boot mit Flachverdamper]]		[[Bild:tuk_tuk_boot.jpg\|thumb\|Tuk-Tuk-Boot mit Flachverdamper]]
	Ein flacher Verdampfer ist horizontal über der Flamme positioniert. Von beiden Seiten des Verdampfers laufen zwei kleine Röhren zum Heck des Bootes, wo sie unterhalb der Wasserlinie münden. Zwei Röhren sind für die Funktion des Antriebes nicht erforderlich, ~~erleichtert~~ aber die blasenfreie Befüllung mit Wasser vor der Inbetriebnahme. ~~Erreicht~~ das Wasser den ~~Siedepunkt,~~ ~~kommt~~ zu ~~einer~~ ~~schlagartigen~~ ~~Verdampfung~~ ~~und~~ ~~das~~ ~~Wasser~~ in den ~~Röhren~~ ~~wird~~ ~~ausgestossen~~. ~~Nach~~ ~~dem~~ ~~Ausstossen~~ ~~des~~ ~~Wassers~~ ~~und~~ des ~~überschüssigen~~ ~~Dampfes~~ ~~kühlt~~ ~~das~~ ~~eindringende,~~ ~~kalte~~ ~~Wasser~~ den ~~restlichen~~ ~~Dampf~~ ~~ab.~~ ~~Der~~ ~~dadurch~~ ~~erzeugte~~ ~~Unterdruck~~ ~~saugt~~ ~~weiteres~~ ~~Wasser~~ in ~~den~~ ~~Verdampfer~~. Danach beginnt ein neuer Zyklus, der die Wassersäulen in den Röhrchen in einer permanenten Schwingung hält.		Ein flacher Verdampfer ist horizontal über der Flamme positioniert. Von beiden Seiten des Verdampfers laufen zwei kleine Röhren zum Heck des Bootes, wo sie unterhalb der Wasserlinie münden. Zwei Röhren sind für die Funktion des Antriebes nicht erforderlich, erleichtern aber die blasenfreie Befüllung mit Wasser vor der Inbetriebnahme. Der sich bildende Dampf drückt das Wasser in den beiden Röhrchen weg. Sobald das Wasser weit genug ausgeflossen ist, kommt ein Teil des Wasserdampfes in Berührung mit den von aussen gekühlten Rohrstücken. Mit der durch das Kühlen verursachten Kondensation des Dampfs sinkt der Druck im Verdampfer unter den Umgebungsdruck, womit das Wasser wieder angesaugt wird und der Dampf von der kühlenden Zone weggedrückt wird. Danach beginnt ein neuer Zyklus, der die Wassersäulen in den Röhrchen in einer permanenten Schwingung hält.

	Das knatternde Geräusch des Bootes entsteht nicht direkt durch den Verdampfungsvorgang, sondern durch eine spezielle Konstruktion des Verdampfers. Die aus Federstahlblech gefertigte Oberseite ist als Knackfrosch]] ausgeformt, der durch den schnellen Druckwechseln hin- und her springt und dabei jeweils ein knackendes Geräusch erzeugt.		Das knatternde Geräusch des Bootes entsteht nicht direkt durch den Verdampfungsvorgang, sondern durch eine spezielle Konstruktion des Verdampfers. Die aus Federstahlblech gefertigte Oberseite ist als Knackfrosch]] ausgeformt, der durch den schnellen Druckwechseln hin- und her springt und dabei jeweils ein knackendes Geräusch erzeugt.

Admin: /* Impulsbilanz */

2007-03-31T18:35:14Z

Impulsbilanz

← Nächstältere Version		Version vom 31. März 2007, 18:35 Uhr
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	Die Stärke des konvektiven Impulsstromes bezüglich des Bootes kann mit Hilfe der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ''v''<sub>s</sub> und des Querschnitts beider Rohre ''A'' beschrieben werden		Die Stärke des konvektiven Impulsstromes bezüglich des Bootes kann mit Hilfe der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ''v''<sub>s</sub> und des Querschnitts beider Rohre ''A'' beschrieben werden

	:<math>I_{px} = (v + v_s)I_m = (v v_s + v_s^2)\rho A</math>		:<math>I_{px} = (v_x + v_s)I_m = (v_x v_s + v_s^2)\rho A</math>

	Steht das Schiff im Moment still oder fährt es vorwärts, transportiert der Massenstrom sowohl beim Aus- als auch beim Einströmen Impuls ins Schiff hinein.		Steht das Schiff im Moment still oder fährt es vorwärts, transportiert der Massenstrom sowohl beim Aus- als auch beim Einströmen Impuls ins Schiff hinein.
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	Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann		Vernachlässigt man den Umstand, dass sich das Wasser im Rohr ein wenig anders bewegt als das Boot, darf der [[Impuls]] durch Masse mal Geschwindigkeit ersetzt werden. Die Impulsbilanz lautet dann

	:<math>{-}k \|v_x\|v_x + (v + v_s)I_m = \dot m v_x + m \dot v_x</math>		:<math>{-}k \|v_x\|v_x + (v_x + v_s)I_m = \dot m v_x + m \dot v_x</math>

	Wie bei der [[Rakete]] lässt sich die Impulsbilanz mit Hilfe der Massenbilanz		Wie bei der [[Rakete]] lässt sich die Impulsbilanz mit Hilfe der Massenbilanz

Admin: /* Impulsbilanz */

2007-03-31T18:32:36Z

Impulsbilanz

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 ==Impulsbilanz==
-In Bewegungsrichtung wirkt nur eine resultierende Druckkraft auf das Boot ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre konvektiv Impuls mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die Metalloberfläche und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]
+In Bewegungsrichtung wirkt nur eine resultierende Druckkraft auf das Boot ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre [[konvektiv]] [[Impuls]] mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die Metalloberfläche und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]
 :<math>F_D + I_{px} = \dot p_x</math>
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 :<math>F_D = - k |v_x|v_x</math>
 ==Thermodynamik==

Admin am 31. März 2007 um 17:29 Uhr

2007-03-31T17:29:44Z

← Nächstältere Version		Version vom 31. März 2007, 17:29 Uhr
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	Eine einfachere aber genauso effiziente Konstruktion des Knatterboots basiert auf einer einzigen dünnen Kupfer- oder Aluminiumröhre von etwa drei bis vier Millimeter Innendurchmesser. Die Röhre wird im Mittelteil so zu einer Spirale gewunden, dass die beiden Enden parallel und gleich lang abgehen. Die Spirale dient als Verdampfer. Ein Spiralverdampfer arbeitet geräuschlos und kann ein Boot bei entsprechender Energiezufuhr mit einer Geschwindigkeiten von 10 bis 20 Zentimeter pro Sekunde vorwärts treiben.		Eine einfachere aber genauso effiziente Konstruktion des Knatterboots basiert auf einer einzigen dünnen Kupfer- oder Aluminiumröhre von etwa drei bis vier Millimeter Innendurchmesser. Die Röhre wird im Mittelteil so zu einer Spirale gewunden, dass die beiden Enden parallel und gleich lang abgehen. Die Spirale dient als Verdampfer. Ein Spiralverdampfer arbeitet geräuschlos und kann ein Boot bei entsprechender Energiezufuhr mit einer Geschwindigkeiten von 10 bis 20 Zentimeter pro Sekunde vorwärts treiben.

			==Impulsbilanz==
			In Bewegungsrichtung wirkt nur eine resultierende Druckkraft auf das Boot ein. Daneben tauscht das Boot durch die beiden Rohre konvektiv Impuls mit der Umgebung aus. Legt man die Systemgrenze unmittelbar über die Metalloberfläche und den Abschlussquerschnitt der beiden Rohre, lautet die [[Impulsbilanz]]

			:<math>F_D + I_{px} = \dot p_x</math>

			Die resultierende Druckkraft kann in guter Näherung als [[Strömungswiderstand]] modelliert werden

			:<math>F_D = - k \|v_x\|v_x</math>

			==Thermodynamik==
	[[Kategorie:OffSys]]		[[Kategorie:OffSys]]

Admin am 31. März 2007 um 17:19 Uhr

2007-03-31T17:19:24Z

← Nächstältere Version		Version vom 31. März 2007, 17:19 Uhr
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	[[Bild:~~tuk_tuk_boot3~~.jpg\|thumb\|Knatterboot]]		[[Bild:tuk-tuk-boot3.jpg\|thumb\|Knatterboot]]

	Das '''Knatter-''', '''Tuk-Tuk''', '''Putt-Putt-''' oder '''Puff-Paff-Boot''' ist ein Spielzeugboot mit [[Rückstossantrieb]]. Der einfache Motor kommt ohne bewegte Teile wie Kolben, Ventile oder Räder aus. Als [[Energie]]quelle dient eine Kerze oder eine andere [[Wärme]]quelle. Am Heck des Bootes ragen unterhalb der Wasserlinie zwei parallel ausgerichtete Rohre heraus. Durch die Rohre wird Wasser angesaugt und wieder ausgestossen. Aus der [[Impulsbilanz]] folgt, dass sowohl das ausströmende wie auch das einströmende Wasser das Boot vorwärts treibt.		Das '''Knatter-''', '''Tuk-Tuk''', '''Putt-Putt-''' oder '''Puff-Paff-Boot''' ist ein Spielzeugboot mit [[Rückstossantrieb]]. Der einfache Motor kommt ohne bewegte Teile wie Kolben, Ventile oder Räder aus. Als [[Energie]]quelle dient eine Kerze oder eine andere [[Wärme]]quelle. Am Heck des Bootes ragen unterhalb der Wasserlinie zwei parallel ausgerichtete Rohre heraus. Durch die Rohre wird Wasser angesaugt und wieder ausgestossen. Aus der [[Impulsbilanz]] folgt, dass sowohl das ausströmende wie auch das einströmende Wasser das Boot vorwärts treibt.
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	=== Spiralverdampfer ===		=== Spiralverdampfer ===
	[[Bild:~~tuk_tuk_boot3~~.jpg\|thumb\|Tuk-Tuk-Boot mit Spiralverdampfer]]		[[Bild:tuk_tuk_boot2.jpg\|thumb\|Tuk-Tuk-Boot mit Spiralverdampfer]]
	Eine einfachere aber genauso effiziente Konstruktion des Knatterboots basiert auf einer einzigen dünnen Kupfer- oder Aluminiumröhre von etwa drei bis vier Millimeter Innendurchmesser. Die Röhre wird im Mittelteil so zu einer Spirale gewunden, dass die beiden Enden parallel und gleich lang abgehen. Die Spirale dient als Verdampfer. Ein Spiralverdampfer arbeitet geräuschlos und kann ein Boot bei entsprechender Energiezufuhr mit einer Geschwindigkeiten von 10 bis 20 Zentimeter pro Sekunde vorwärts treiben.		Eine einfachere aber genauso effiziente Konstruktion des Knatterboots basiert auf einer einzigen dünnen Kupfer- oder Aluminiumröhre von etwa drei bis vier Millimeter Innendurchmesser. Die Röhre wird im Mittelteil so zu einer Spirale gewunden, dass die beiden Enden parallel und gleich lang abgehen. Die Spirale dient als Verdampfer. Ein Spiralverdampfer arbeitet geräuschlos und kann ein Boot bei entsprechender Energiezufuhr mit einer Geschwindigkeiten von 10 bis 20 Zentimeter pro Sekunde vorwärts treiben.