Benodigd vermogen

[mitsumark]

Beste lezers,

Ik loop tegen een probleem aan waarvoor ik eigenlijk geen oplossing weet.

(behalve trial & error)

Ik heb een verdringerpompje voor het verzorgen van de oliedruk van een viertakt motortje.

Deze wordt standaard mechanisch aangedreven en presteert naar behoren bij 4000-5000 rpm.

Ik wil hem echter gaan aandrijven met een elektromotortje (12V).

Vermogens van verkrijgbare (modelbouw) motortjes varieert van 1W tot ruim boven de 1000W.

Nu is de vraag, hoeveel vermogen heb ik nodig?

Ik heb wel wat gelezen over opvoerdruk etc, maar ik wordt er niet wijs uit.

Enige gegevens die ik dus heb:

12V

4000-5000rpm (geen tandwielbox)

oliedruk minimaal 2 bar, liever 3.

Ik heb geen gegevens van het verdringerpompje, deze werken over het algemeen allemaal met hetzelfde rendement?

[bessie]

Het lijkt me, dat je behalve de opvoerdruk, ook het debiet (de hoeveelheid olie die verbruikt wordt per seconde) nodig hebt. Immers een hoge oliedruk is een kwestie van een goed gesloten pomphuis en de motor lang genoeg laten draaien.

Vervolgens zou ik het aan de olie geleverde vermogen berekenen met

P = (p1-p0).Q

met p1-p0 de opvoerdruk en Q de oliestroom in m3/s.

Na deling door het rendement krijg je het door de motor aan de pomp geleverde vermogen.

[Fred F.]

Enige gegevens die ik dus heb:

12V

4000-5000rpm (geen tandwielbox)

Bedenk dat het toerental van het pompje bepaald wordt door het toerental van het motortje. Dus zoek eerst eens uit op welk toerental elk van die modelbouwmotortjes draaien.

Het debiet van een verdringerpompje hangt lineair af van het toerental.

Ik heb geen gegevens van het verdringerpompje, deze werken over het algemeen allemaal met hetzelfde rendement?

Lijkt me niet. Allereerst zijn er verschillende typen verdringerpompjes. En bovendien geldt algemeen voor pompen dat hoe kleiner de pomp hoe slechter het rendement.

Ik heb een verdringerpompje voor het verzorgen van de oliedruk van een viertakt motortje.

Deze wordt standaard mechanisch aangedreven en presteert naar behoren bij 4000-5000 rpm.

Als het goed werkt waarom zou je het dan willen veranderen? If it ain't broke don't fix it.

[mitsumark]

Bessie, bedankt voor de formule

Ik snap niet dat ik hem zelf niet gevonden had, maar hier kan ik wat mee.

Alles invullen in SI neem ik aan?

Ik heb nog even naar het debiet gezocht, dit wordt ongeveer 0,7-0,8 liter per minuut op 3-4 bar.

Benodigde vermogen zou dan worden:

P0 = 100000 Pa

P1 = 350000 Pa

Q = 0,75/1000 M^3

P = (350.000-100.000) * (0,75/1000) = 187,5W

Aangezien het een klein pompje is zal het rendement niet al te hoog zijn, dus met een 0,3 kW pompje zou ik een eind moeten kunnen komen.

(grappig, want ik had al in gedachte dat ik +/- 0,3 - 0,5pk nodig zou hebben)

Fred R, ik heb wel motortjes gezien die 3000-6000 rpm draaien, dus dat moet goedkomen.

(conrad shop)

Achtergrond van het pompje:

Deze zit standaard in een viertakt scooter motorblokje.

Door de krukas aangedreven met een plastic tandwieltje met een verhouding van 2:1.

(krukas draait op topvermogen zo'n 8000rpm, dus het pompje 4000)

Nu wil ik de pomp gaan gebruiken op een scooter die +/- 15000 rpm gaat draaien, dit gaat dus niet werken met hetzelfde plastic tandwieltje (zonder smering) en met dezelfde verhouding.

Ik heb eraan gedacht om een tandriem overbrenging te maken met een verhouding 3:1, maar dit blijkt toch wat lastiger ivm de ruimte die ik heb.

Nu wil ik ditzelfde pompje dus aandrijven met een elektro motortje, hierdoor kan ik hem plaatsen waarik wil met niet al teveel poespas.

Overigens bljift er nu ook meer vermogen over voor het achterwiel

Bedankt beiden, ik denk dat ik weer verder kan met het project.

[klazon]

Overigens blijft er nu ook meer vermogen over voor het achterwiel

Oh, en waar komt het elektrisch vermogen voor de pomp dan vandaan?

[mitsumark]

Oh, en waar komt het elektrisch vermogen voor de pomp dan vandaan?

Van de accu, die ook benodigd is voor de waterpomp en instrumenten.

De accu kan ik gewoon voor het rijden opladen aan het stopcontact, ik rij alleen korte stukjes.

[bessie]

Wellicht als mosterd na de maaltijd, het volgende (met dank aan mijn oude prof stromingsleer):

Als je niet weet welke formule geldig is voor een bepaalde grootheid, doe een dimensie-analyse. In dit geval: omdat het vermogen uitgedrukt wordt in Nm/s en de druk in N/m^2, wordt de gezochte formule voor het vermogen een vermenigvuldiging van een grootheid met eenheid m^3/s en de druk. Hieruit volgt dat de gezochte eenheid een volume per tijdseenheid is.

Omdat p en Q standaard grootheden zijn en er slechts twee grootheden nodig zijn mag men aannemen dat er geen constante of coefficient in de formule voorkomt, en dat de formule voor het vermogen P=Q.p is.

Bij gebruik van niet-standaard grootheden, bijvoorbeeld een kwadraat van de snelheid, of in geval van een afhankelijkheid van drie of meer grootheden, moet men aannemen dat er een extra coefficient of evenredigheidsconstante in de formule komt.

Wie kent deze methode nog?

[klazon]

Een dimensietest is eigenlijk het beste wat je kunt doen als je een formule probeert terug te rommelen.

Het is ook een prima methode om een foute formule te ontmaskeren.

En wie deze methode kent? Wat dacht je van Jan van de Velde, die hamert daar regelmatig op.

[bessie]

Een dimensietest is eigenlijk het beste wat je kunt doen als je een formule probeert terug te rommelen.

Het is ook een prima methode om een foute formule te ontmaskeren.

En wie deze methode kent? Wat dacht je van Jan van de Velde, die hamert daar regelmatig op.

Over het woord rommelen kunnen we het hebben, want in het vak systeemkunde aan de TU wordt je geleerd dat voor een grote groep van grootheden een uitdrukking bestaat van de vorm A=B.C, waarbij naar ik meen B een inwendige en C een uitwendige grootheid is (ik weet niet meer welke welke is), en dat daarin geen andere constanten voorkomen.

Maar kende jij hem? In het voortgezet onderwijs wordt hij niet onderwezen.

[klazon]

Maar kende jij hem? In het voortgezet onderwijs wordt hij niet onderwezen.

Ik kende hem niet bewust, maar onbewust werkte ik er wel mee.

Mijn laatste diploma is inmiddels 40 jaar oud, en ik kan me niet herinneren dat daar indertijd nadrukkelijk op werd gewezen. Wil niet zeggen dat ik intussen niks heb bijgeleerd, en zeker in de formules waar ik voor mijn werk regelmatig mee te maken had herkende ik een hik direct.

[mitsumark]

Nu we toch (offtopic) verdergaan

Ik kan zo gauw nog geen geschikt pompje vinden.

Stel ik pak een motortje met 345rpm per volt.

Deze zet ik op 12V (4140rpm) waarbij hij 1650W levert.

Dit is dus veel meer vermogen dan ik nodig heb, wat zal het resultaat zijn?

Ik neem aan dat het debiet voornamelijk afhankelijk is van het toerental, dus hij zal zn vermogen gebruiken om de druk op te voeren?

Is de opvoerdruk dan ook simpelweg 4x zo hoog als bij een 413W motortje (uitgaande van hetzelfde toerental).

Wat zal er gebeuren als ik een 413W motortje pak dat 16.500 rpm draait?

(buiten het feit dat de pomp waarschijnlijk niet heel blijft bij deze toerentallen)

Zal het pompje gaan lekken omdat ie meer olie wil verplaatsen dan dat ie vermogen heeft om op druk te brengen?

Het pompje moet een stel glijlagers voorzien van olie.

Kan het voor de smering (en de centrering) kwaad als het debiet en/of de druk (veel) hoger is dan waar het voor bedacht is?

[Fred F.]

Ik heb nog even naar het debiet gezocht, dit wordt ongeveer 0,7-0,8 liter per minuut op 3-4 bar.

Benodigde vermogen zou dan worden:

P0 = 100000 Pa

P1 = 350000 Pa

Q = 0,75/1000 M^3

P = (350.000-100.000) * (0,75/1000) = 187,5W

Aangezien het een klein pompje is zal het rendement niet al te hoog zijn, dus met een 0,3 kW pompje zou ik een eind moeten kunnen komen.

Mooi hoor, al dat gepraat over dimensies, maar blijkbaar heeft toch niemand gezien dat het niet klopt: mitsumark schrijft dat het debiet is 0,7-0,8 liter per minuut, dus Q = 0,75/(60*1000) m3/s en P is dus een factor 60 lager dan hierboven.

[mitsumark]

Mooi hoor, al dat gepraat over dimensies, maar blijkbaar heeft toch niemand gezien dat het niet klopt: mitsumark schrijft dat het debiet is 0,7-0,8 liter per minuut, dus Q = 0,75/(60*1000) m3/s en P is dus een factor 60 lager dan hierboven.

Schoonheidsfoutje, volgende keer wat minder snel 'rekenen'.

Erg bedankt voor je correctie.

Is 4-5W wel reeël als we het hebben over deze debieten en drukken?

[bessie]

Bedankt Fred, in mijn achterhoofd heb ik wel gedacht zo, dat is een flink verbruik, maar wat mij betreft, als de TS tevreden is ben ik het ook. Sorry als ik de aandacht heb afgeleid van de hoofdzaken.

[klazon]

Heel goed Fred. Ik vond het vermogen nogal aan de hoge kant, maar had ook over het hoofd gezien dat er met minuten gewerkt werd.

Dit is dus veel meer vermogen dan ik nodig heb, wat zal het resultaat zijn?

Ik neem aan dat het debiet voornamelijk afhankelijk is van het toerental, dus hij zal zn vermogen gebruiken om de druk op te voeren?

Het vermogen wordt niet gebruikt om de druk op te voeren. De pomp vraagt zoveel vermogen als nodig is om het gevraagde debiet te halen bij de gewenste druk. En de motor vraagt op zijn beurt zoveel elektrisch vermogen als nodig is om dat waar te maken.

Het is niet zo dat een elektromotor perse zijn nominaal vermogen vraagt. Als er minder mechanische belasting is zal er ook minder elektrisch vermogen gevraagd worden.

We zijn inmiddels aangekomen bij een vermogen van ongeveer 4W. Rekening houdend met een slecht rendement zou je kunnen zoeken naar een motor van 10W. Het is nooit verkeerd om een beetje reserve te hebben.