Onderwerp: Geforceerde beluchting van motorkamer

boarderbas schreef : Dat is het extra luchtverbruik van de motor als deze een turbo heeft.

Grappig, ik zou die motor als blackbox beschouwen.

Dan zet je een heel ander sommetje op:




En komt, zonder Nusselt of Prandtl, op ongeveer hetzelfde uit.

Erikdejong schreef :
Dat valt dus mee. Een dieselmotor, elke diesel, is redelijk als blackbox te beschouwen. De verschillen, qua thermische huishouding, zijn niet fundamenteel groot.

Ikzelf heb grote bezwaren tegen kookboek engineering, als verloren gaat, waar de formules vandaan komen. Benaderen, prima! Afschatten, ook goed. Aannemen, zelfs nog. Maar het pad naar de achterliggende mechanismes mag niet verloren gaan. Als je uitgaat van het motorruimte volume, en dat als basis neemt voor je som, dan laat je daar een dikke steek vallen. Want het maakt nogal uit of ik een echte machinekamer heb, zoals in sommige motorkruisers, of een strakke kist om de motor heen, als bij de meeste zeiljachten.

Isolatie? Die neem ik 100% aan. Dan maak ik me niet afhankelijk van evt warmtelek daar. Omgevingstemp? Dat is een kernparameter en mag je dus niet aannemen, maar moet je inschatten. Zoals gezegd: warmteafgifte maakt geen orde's uit, dus een uit de literatuur overgenomen richtgetal mag best.
Erikdejong schreef :
De excel hierboven kostte mij 10 minuten. Dus dat valt nog wel mee.

boarderbas schreef :
Haha ja de uitzonderingen bevestigen de regel.
Worden in schepen eigenlijk speciale "marine" ventilators toegepast of ordinaire landventilators?

Ik zou een dikke ventilator boven in de motorruimte de hete lucht naar buiten laten zuigen en onderin voldoende gaten maken waar lucht toe kan stromen. Je hebt dan geen redundantie dus dan moet er nog een temperatuuralarm bij voor als die ene ventilator uitvalt.
Als er voldoende gaten zijn voor toestroom hoeft de ventilator maar weinig druk op te bouwen, daar moet je bij de aanschaf rekening mee houden. Het heeft geen zin om een ventilator aan te schaffen met veel druk en weinig debiet.

Joop66 schreef : Je mist echter enkele zeer essentiele zaken.

Ten eerste: jij rekent uit hoeveel lucht je nodig heb voor het verbraningsproces in de motor, niet hoeveel lucht de motor mechanisch naar binnen trekt door de zuigers op en neer te bewegen. Daar zit toch een enorm verschil tussen.

Ten tweede: met isolatie bedoel ik isolatie en/of koeling van diverse motor onderdelen. Voor een diesel kun je grofweg de regel van derden gebruiken voor de interne energie distributie: 1/3 mecahnische energie naar in dit geval de schroef, 1/3e warmte uit het blok vandaan en 1/3e warmte uit de uitlaat. Die eerste is mooi, dat gebruiken we namelijk en hebben we dus geen last van. Maar die andere twee zijn het grote probleem als het op luchtverversing behoefte aankomt. In het geval van topic starter hebben we het over tweemaal 175 pk, dat is een totaal aan mechanisch vermogen van 260 kW en dus een totale warmte ontwikkeling van 520 kW. Dat is hetzelfde als 350 elektrische standkacheltjes(!). De helft van deze warmte komt door de uitlaat. Als deze watergekoeld is dan heb je niet meer als 30 tot 50cm aan bloedhete uitlaat wat warmte uitstraalt en de rest is gewoon buitenwater temperatuur. Als je dat hete stuk goed inpakt in isolatie dan heb je maar erg weinig warmte afgifte van de uitlaat. Dan het blok zelf, dat word gekoeld door water wat er doorheen stroomt. Het blok zelf word daardoor op 80 tot 90 graden gehouden. De absolute oppervlakte van de motor en de koelleiding(en) bepalen hoeveel warmte er aan de ruimte afgegeven worden. Het ene motorblok heeft veel minder oppervlakte als het andere motorblok en dus ook een andere warmteafgifte. Als de slangen of pijpen van de koeling worden geisoleerd zodat deze niet meer als een radiator werken dan is de warmteafgifte alweer minder. Uiteindelijk blijft maar iets van 0.8 tot 1,2% van de totale opgewekte warmte in de motorkamer hangen en dat is warmte wat door ventilatie afgevoerd moet worden. Omdat je oppervlakten en temperaturen moet weten om de warmteradiatie uit te rekenen heb je heel wat cijferen te doen en dat is geen 10 minuten werkje. Een tiende procent verschil in warmtedistributie maakt zomaar 10% verschil in warmteafgifte en dus ventilatie behoefte. Daarom gebruiken we kookboek engineering want in de praktijk komt dit heel aardig uit en scheelt zomaar twee weken rekenwerk.

Lijkt mij dat na deze uitleg de achterliggende mechanismen best benoemd zijn en TS ook voldoende aanknopingspunten heeft om mee verder te gaan. Ben benieuwd naar waar het kwartje valt op de balans van grotere ventilator of aanvullend motordelen isoleren. En hoe dat er dan concreet uitziet natuurlijk, met welke materialen die geen vet vasthouden en zo meer. Zou bij een bepaald punt van isoleren wellicht de aangezogen verbrandingslucht kunnen voldoen?

Jammer Erik! Joop en ik denken niet aan wat jij schrijft.

Ik neem aan dat de motoren in de motorruimte aanzuigen overigens?

Ik behoef geen les in stochiometrie en puzzel even hoe jij kan denken dat ik daar de bocht uit vlieg; ik gebruik jouw getallen.

Jij geeft aan dat de motoren 20 kuub per minuut doen en je raad in je berekening aan om een fan zó te dimensioneren dat die bovenop de aanzuiging van de motor nog 20% extra (4 kuub) de kantoorruimte inbrengt.

Althans, zo heb ik het gelezen. Klopt dat niet?

Ik onderschrijf joop zijn uiteenzetting. Blijkbaar is er een vuistregel ingeslopen die een grote motorruimte meer koeling heeft dan een kleine, terwijl (zoals je zelf schrijft) de ruimte geen aandeel heeft in de af te koelen energie.

boarderbas schreef : Daar ga ik ook vanuit.
Waar jij mijn getallen verkeerd interpreteerd is die 20%, die is niet voor ventilatie, dat is de extra lucht die de turbo aanzuigd om zodoende meer lucht (lees meer zuurstof) in de verbrandingskamer van de motor te drukken. Een motor met Turbo heeft nu eenmaal 20% meer lucht nodig als een motor zonder turbo.
Dat is geen 20% dat is 12 verversingen van het motorkamer volume per uur. Diezelfde hoeveelheid lucht (4 kuub) moet natuurlijk ook weer afgevoerd worden via een ventilatie opening uit de machinekamer vandaan welke de wamre ucht uitblaast naar buiten toe.

Dat is maar ten dele waar en je vergeet daarbij twee belangrijke zaken:
1. Die 12 lucht verversingen per uur zijn een minimale aanname (lees: vuistregel) voor een kleine motorkamer maar die 12 word van afgeweken voor verschillende maten/verhoudingen en samenstellingen van machinekamers.
2. Een grotere machinekamer betekent langere leidingen en langere uitlaten met meer warmte afgifte, maar daarnaast worden grotere machinekamers ook gebruikt om andere zaken op te hangen welke warmte ontwikkelen. Denk aan acculaders, boilers, omvormers, kachels en noem maar op. Ik heb zelf nooit een machinekamer (dat is wat anders als een motorruimte op een zeiljachtje) gezien waarbij de wanden niet volhangen met allerlei apparaten, kabels en leidingen waarvan vele ook warmte afgeven. Dus die vuistregel dat een grotere machinekamer (lees: meer volume) meer koellucht nodig heeft is gebasserd op praktijk gevallen.

Vergeet die turbo. Ik weet niet hoe die ineens in het verhaal komt. Heeft niks te maken met stochiometrie ook.

Je schrijft dat de motoren 20 kuub doen (dat is zo'n 60 verversingen per uur) en om de boel koel te houden je er 4 kuub extra bij moet doen (die 12 verversingen)


Dat is ~20% extra.


Ik lees jouw posts met zorg. Misschien ook even de luikjes open en die van mij en Joop lezen. Verbranden in een kleine ruimte is zoals je weet mijn vak.


Punt 2 van je post veranderd je eerdere uiteenzetting nogal.

boarderbas schreef : Daar kotm dus die spraakverwarring vandaan, jij begon met 20% te schermen en de enige keer dat ik het getal 20% gebruikt heb is vanwege de turbo's en niet in verband met lucht verversingen. Door een percentage in te voeren suggereer jij daarmee dat het aantal benodigde luchtverversingen geralateerd is aan geinstalleerd motorvermogen en dat is het bij het gebruik van dergelijke vuistregels niet omdat je de randvoorwaarden van de vuistregel daarbij volledig uit het oog verliest. Als je het wetenschappelijk en exact gaat uitrekenen dan heb je gelijk, maar dat is enorm tijdsverslindend en redelijk zinloos.

Ook ik lees jullie posts met zorg en zie niet in waarom je het luchtverbruik van een motor gaat uitrekenen op het verbrandingsproces als de mechanische verplaatsing van de luchtvrager gewoon bekend is. Lijkt me een beetje moeilijk doen waar het makkelijk kan. Jij schrijft dat dit je vak is en jij doet waarschijnlijk heel wat gecompliceerdere dingen als een machinekamer ventilatie op een scheepje. Wat je daarbij ook vergeet is dat het ontwerpen van schepen mijn vak is en dat in ieder schip een machinekamer zit welke gespecificeerd moet worden. Dit is dus niet de eerste keer dat ik het doe en is zelfs een van de kleinste machinekamers waar ik ooit het luchtverbruik voor uitgerekend heb. Om wat realiteit terug te brengen in dit verhaal zal ik je een voorbeeld geven. Ik ben nu bezig met het ontwerp van een 25m lang onderzoeksvaartuig. Daar zit ongeveer 3500 manuur aan werk in en we gebruiken daar te pas en te onpas dit soort vuistregels. Als we alles daadwerkelijk zouden uitrekenen dan komen we op grofweg dezelfde specs uit maar het hele ontwerp process neemt dan opeens 10.000 uur in beslag. In de praktijk werken deze vuistregels verbazingwekkend goed. Het is niet voor niets dat de gehele scheepsbouw wereld er mee werkt.

Erikdejong schreef :
Ik kan het niet meer volgen Erik. Jij rekent dat uit. 20 kuub voor de motoren en 4 kuub om te koelen.

Ik wil het graag begrijpen, maar zo strand het..


Als ik je goed begrijp is 4 kuub voor de koeling van een 12 kuub motorruimte, bovenop de aanzuiglucht. Is de motorruimte 3 netto kuub is 20+1 nodig, is de motorruimte 120 kuub dan 20 +40

hjvanessen schreef : Ja. In de installatiehandleiding.

Als voorbeeld voor het 185 pk blok, zie blz 75 van de installatiehandleiding onder de kopjes "combustion airflow" en "suggested ventilation airflow including combustion air".
(Resp. 10,76 m³/min en 25 m³/min)
(Download - even hernoemen naar pdf)

Die installatiehandleidingen zijn te vinden op www.perkins.com/en_GB/products...-guides-manuals.html

boarderbas schreef : Joop zijn berekening was, als ik het goed begrepen heb, gebaseerd op hoeveel lucht je nodig hebt om een bepaalde hoeveelheid brandstof te verbranden waarbij je allerlei annanmes moet doen voor efficientie. Ik (en al mijn collegas) doen het een stuk simpeler en nemen de cilinderinhoud en toerental als maatstaf voor hoeveel lucht de motor opzuigt. Dat is een mehcanisch gegeven, veel nauwkeuriger en veel sneller uit te rekenen.
De vuistregel is 12 verversingen per uur voor een relatief kleine machinekamer. Dus een 3 kuubs machinekamer vergt 36 kuub per uur of 0.6 kuub per minuut. Een 120 kuub machinekamer met 12 verversingen per uur vergt 1440 kuub per uur of 24 kuub per minuut. Deze waarden komen bovenop het lucht verbruik van de machines zelf en deze hoeveelheid koellucht voor de kamer moet ook weer afgevoerd worden door een uitblaas opening.
Die vuistregel is afgeleid van praktijkgegevens waarbij het motorkamervolume is afgestemd op de hoeveelheid installaties die daar in opgesteld zijn. Heb je relatief veel volume voor weinig installaties (denk daarbij ook aan de acculaders, boilers, omvormers, generatoren etc.) dan kun je met wat minder toe. Heb je juist een heel erg hoge systeem dichtheid per motorkamer volume dan heb je meer als 12 verversingen per uur nodig.

Het lijkt mij een wereld van verschil te maken hoe warm die buitenlucht is als hij in de machinekamer arriveert. Koude verbrandingslucht zal natuurlijk eerst een koelende werking hebben voordat hij verbrand. Komt die lucht eerst langs allerlei hete delen dan is die koelende werking veel minder en moet er dus extra koellucht bij.
Daarbij kan een eventueel aanwezige lucht of watergekoelde interkoeler (lege radiateur die de door de turbo opgewarmde lucht weer terugkoelt) de waarden zodanig in de war schoppen dat die standaardregels me wat te gemakkelijk lijken. Misschien werken ze bij grote machinekamers wel,aar bij de kleinere kamers met kleinere motoren maakt de uitvoering van de motor naar mijn idee heel veel verschil.

Rikken schreef : Dat is volledig juist. Maar deze vuistregel heb ik geintroduceerd omdat de vraagsteller het had over een machinekamer van redelijk formaat en 2x 175 pk daarin. Uiteraard gaat het voor een motorkast op het gemiddelde zeiljacht niet op. Ik ken maar weinig zeiljachten welke een uitblaas opening hebben uit de machinekamer vandaan waar de warme lucht afgevoerd word. En dat is ook niet nodig.

Op mijn eigen boot heb ik een Yanmar van 80 pk met een turbo. Ik heb geen motorkamer venitlatie meer en de motor zuigt zijn eigen lucht aan via een luchthapper die aan dek staat. Zelfs op een warme dag na vele uren motoren word het niet warmer dan een graad of 40 in mijn zeer goed geisoleerde motorhok. Dus voor de gemiddelde forumlezer is de vuistregel ook niet van toepassing omdat de vers aangezogen lucht eerst al zijn koelende werk doet.

Walt B schreef :
Dat is een slim idee! Die zijn op MP vast voor een prikkie te krijgen.

Een stofzuigermotor heeft maar een klein debiet. Beter koop je gewoon een fan die de juiste specs heeft.

Nogmaals, met een radiale fan hief je niet een hele precieze inschatting van de drukval van je systeem te maken als deze toerental geregeld is.

bijvoorbeeld hier

Ideaal zou zijn bij motor aan lucht naar binnen en bij motor uit afzuigen.
Aanvoer moet wel zijn wat hier b.v. uitgerekend wordt. Afvoer is van minder belang.


Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Voor echte gesloten machinekamers gebruikten we wel 2000-5000m3 /uur fans op 24v voor kleine viskotters. Beetje overdruk is niet erg.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Erikdejong schreef :

Bedankt Erik voor de versimpelde uitleg. De materie wordt steeds duidelijker. Verder gok ik dat de door jou gebruikte cijfers redelijk overeenkomen.

In de bijlage een foto van de MK. Detail: in de kist waar we tegen aan kijken zit een onan 11,5 KVA generator. Die draait afzonderlijk van de motoren. Of we varen, of we koken elektrisch of laden de accu's (24v) bij.

Ok. we moeten dus 1500m3 per uur verversen.
Aan SB en BB van de MK zitten zogenaamde 'waterdichte luchtinlaten' (op de bijgevoegde foto het 'witte kastje' rechts tegen de wand). 40cm hoog, 30cm breed. Daarnaast zit er aan iedere kant nog een patrijspoort.
Op basis van jouw berekening koop ik dus twee ventilatoren. De een (SB?) zuigt verse lucht van buiten aan, en brengt die lucht via een slang laag in de MK en de tweede (BB?) zuigt de MK lucht weer naar buiten.
Moeten beide motoren nu 1500m3 per uur doen?
En welke ventilator heb ik dan nodig?

Deze doet bv 1500m3/h: www.spirototaal.nl/afzuigmotor...V-h1JXhoC1uQQAvD_BwE

Daarbij vermoed ik dat die niet aangesloten wordt op een normaal ventilatorslangetje van de bouwmarkt...
Moet ik dan een gat in de romp zagen waar deze 1:1 op wordt gemonteerd?
U snapt het... nu we weten hoeveel lucht er moet worden ververst komt de vraag: welke fan gaan we daar voor gebruiken. Liefst 24V, maar met een Victron omvormer van 5kw 'ken ik wel wat hebben' onder het varen.

Of koop ik 12 van deze fans, monteer ik die naast elkaar als een grote blaas- en afzuigmond? nl.rs-online.com/web/p/axial-fans/7588273

WADnWIND schreef :
Heb je een url van zo'n fan? In mijn reactie naar Erik heb ik al een link geplakt, maar dat is een ding wat in de horeca wordt gebruikt. (ook een vettige omgeving, dacht ik zo)

Erikdejong schreef :
Dat klopt, in die zin: Een diesel motor heeft een redelijk bepaald redement. Op de vuistregel van 0.2 tot 0.25 l/pkh ken ik niet vreselijk veel uitzonderingen. Turbo of niet, slagvolume, toerental, vullingsrendement, Kleptimingoverlap, voorwerverlkamer, compressieverhoiding, je kunt er eindeloos vanalles bij sleuren. Onder aan de streep maakt t allemaal geen ordegrootte verschil. Want namelijk: Dit soort installaties moet je aanleggen met de nodige marge. Dus ook op mijn sommetje, zoals in de excel aangegeven. Onder aan de streep leveren de diesel zoveel vermogen. Verbranden daar zoveel diesel voor, en hebben daar zoveel lucht voor nodig. Waarom zou de motor veel meer lucht aanzuigen dan hij nodig heeft voor het te leveren vermogen?


Ah... Wacht even. Inderdaad. Hier maak ik een denkfout: een diesel zit niet vast aan een bepaalde mengselverhouding.

Hmmm.
Erikdejong schreef :
Een ander punt in de discussie: Je hoeft niet alle lucht die je de motorkamer in blaast, er ook weer uit te laten. Immers: het leeuwendeel verdwijnt door de motor.

Klopt dit dan ook niet?

Ik bedacht mij dat ik misschien een voor dit doel geschikte ventilator heb staan. Zojuist in de te koop sectie geplaatst. Wel 220V.

Noballast schreef :
Om maar binnen het thema van dit draadje te blijven: Hoeveel m3/h doet deze?

Ik postte al een link naar prima fans.

Als je de lucht afzuigt, hoef je maar een kleine fan te hebben, je hoeft immers alleen maar de 4,8 kuub (eriks voorbeeld) af te zuigen. Zo'n 300m2