Galluppi: Lambda-arvon asetukset (vs. hyötysuhde)?

[Jra]

Mitä tarkoitat tässä tapauksessa analogisella signaalilla. Tiedätkö jostain, että kapeakaistainen antaa jonkinlaisen vasteen suoraan kaasun happipitoisuuteen välillä 0 - 10 %. Tällä alueellahan uunin savukaasut voi vaihdella.
Kyllä tiedän, että käsittelin kapeakaista-anturia. Kertokaa siitä lisää.

Joskus oli asiasta vääntö, että onko LSM kapea vai laajakaistalambda - sehän on aika vanha malli ja ulkonäöltään ja kytkennältään vastaa kapeakaistaista.. Ja huonolla yleismittarilla tutkittuna toimii kuten kapeakaista, kun taas herkällä mittarilla löytää ne muutamat tärkeät millivoltit mitä puunpoltossa luetaan. Eli kyllä LSM on laajakaistalambda, vaikka ulostulo ei olekaan 0-5V Eli aiempi kommenttini liittyi LSM-lambdaan, jossa lambda ykkösen kohdalla tapahtuu voimakas muutos ulostulossa, mutta puukattilalle sopivalla alueella alue on paremmin luettava. LSM:n kuvaa kun katsoo, niin ymmärtää että lähtö on hyvin erilainen polttomoottori ja puukattilakäytössä. Moottorikäytössä lähdön jännite on lähes satakertainen
Ei kai mikään lambda anna ulos 0-5V, vaan useiden laajakaistalambdojen elektroniikka skaalaa lähdön 0-5V.

Tämä laajakaistalambda ei oikeastaan ole lambda-anturi ollenkaan. Ei se hae mitenkään lambdaa, vaan mittaa savukaasun happipitoisuutta. Sen tiedon avulla on kyllä mahdollista hakea sopiva lisä- eli paloilma polttoon. Kuten autossakin teho haetaan muilla konsteilla säätelemällä palokaasun määrää. Tosin puupoltossa  poltetaan yleensä myös hiili, jolloin sen polttamiseen tarvitaan happea. Puun kuivatislaukseen happea ei tarvitse ollenkaan.
Lasketaanpas nyt malliksi tuo "stoikiometrinen" massojen suhde ilma / polttoaine, kahdelle polttoaineelle vety ja hiili. Tehkääpä ehdotuksia. Pensalla se on 14,7 / 1

Lambda-arvo sopii ehkä polttomoottorin mittauksiin, mutta kpa-kattiloissa puhutaan poikkeuksetta jäännöshappiarvosta. Lambda antureita löytyy vielä useiden megawattien laitoksista, mutta lukuarvo näytöllä on poikkeuksetta happi%

[Urpo82]

Edelleen olisin kiinnostunut millaisella lambda-arvolla/seossuhteella poltatte kattiloita? Perustuuko seuranta pelkkään jännitteeseen vai pystyttekö seuraamaan AFR arvoa jostain suoraan?  Puutahan ei voi suoraan verrata bensamoottorin arvoihin kun bensamoottorissa AFR on 14.7:1 ja puussa 6.1:1. Näillä luvuilla lambda on 1.

Saa korjata jos olen väärässä numeroiden suhteen.

Palatakseni pari sivu taaksepäin niin olisin edelleen kiinnostunut tietämään varsinkin näiltä DIY lambda miehiltä millä lambda/seos/AFR/happipitoisuus arvolla kattiloita käytätte/säädätte? Mennäänkö laajakaista purkin antamalla 0-5Vjännitteelle (jos niin millä jännite alueella ja minkä polttoaineen asetuksilla) vai onko jokin muu analysointi tapa tiedossa.

[seppol]

On ollut epätietoisuutta, mitä vesihöyry savukaasuissa merkitsee, otan pienen esimerkin. Jos poltetaan vetyä puhtaalla hapella. savukaasu on vain höyryä.
Nyt sama kysymys: Otetaanko vesihöyry mukaan savukaasujen tilavuuteen tai massaan. Jos sitä ei oteta, pienikin jäännöshappi nostaa sen osuudeksi äärettömäksi. Jos se otetaan, ainakin massojen suhde on helposti määritettävissä.
Vetyä sisältävillä polttoaineilla on kaksi savukaasua kostea jai kuiva. Täytyy ilmoittaa, kumpaa käyttää, koska happipitoisuus riippuu siitä
Joku kirjoittaa: "En ymmärrä, mitä tuolla vesijutulla ajat takaa."

Paljonko yksikkö vetyä tarvitsee ilmaa palaessaan. Veden massasta happea on 8 kertainen määrä vetyyn verrattuna. Mistä luvusta 8 on 21 %.     8 x 100 / 21  =  38,1

[Tinde]

On ollut epätietoisuutta, mitä vesihöyry savukaasuissa merkitsee, otan pienen esimerkin. Jos poltetaan vetyä puhtaalla hapella. savukaasu on vain höyryä.
Nyt sama kysymys: Otetaanko vesihöyry mukaan savukaasujen tilavuuteen tai massaan. Jos sitä ei oteta, pienikin jäännöshappi nostaa sen osuudeksi äärettömäksi. Jos se otetaan, ainakin massojen suhde on helposti määritettävissä.
Vetyä sisältävillä polttoaineilla on kaksi savukaasua kostea jai kuiva. Täytyy ilmoittaa, kumpaa käyttää, koska happipitoisuus riippuu siitä
Joku kirjoittaa: "En ymmärrä, mitä tuolla vesijutulla ajat takaa."

Paljonko yksikkö vetyä tarvitsee ilmaa palaessaan. Veden massasta happea on 8 kertainen määrä vetyyn verrattuna. Mistä luvusta 8 on 21 %.     8 x 100 / 21  =  38,1

Lueskelin jokusia mittalaitevalmistajien speksejä, jäin käsitykseen että laajakaista lambdasta tuotetaan normaalisti "kuiva" arvoa O2:lle. Siihen sitten näyttää kirjallisuudesta löytyvän taulukkoarvoja (esim sakarif laittoi tuonne mun puuhastelu topicciin), joten siitä sitten vaan säätämään.
Voin toki olla väärässäkin ja pihalla kuin entinen mies messukeskuksesta.

[seppol]

Yleensä kun näyte otetaan savukaasusta se jäähtyy alle 100 asteeseen ja ennen laitetta on vedenerotin, se on ns. kuivaa kaasua. Tällainen on esim. Orsat laite, jolla savukaasuanalysaattorit  pitäisi kalibroida.
Nyt kuitenkin lambda-aturi on kuumassa savukaasussa, jossa vesihöyry on tilavuutena mukana samassa lämpötilassa kuin muukin kaasu. 200 asteinen höyry ei kostuta mitään, ellei sitä jäähdytetä. Sama absoluuttinen happimäärä antaa kuivassa savukaasussa suuremman pitoisuuden kuin kosteassa. 
Jos ja kun lambda-anturin jännite on verrannollinen ulkoilman ja savukaasun happi-ionien määrien eroon, luulisi vesihöyrynkin laimentavan savukaasua.
Kun tässä kattiloita on poltettu 1,2 - 1,3 lambdoilla, niin luulisin sen olevan kosteasta savukaasusta. Silloin kuivasta se olisi vähän suurempi eli turvalliseen suuntaan.

Kirjoituksiani saa arvostella esittämällä vasta-argumentteja , mutta siitä en tykkää että minua arvostellaan vaikkapa autotekniikan tietämyksestä. Siinä on takana keskitason koulutus ja 50 vuotta autokorjaamolla kaikissa mahdollisissa tehtävissä asentajasta korjaamopäällikköön ja yrittäjään. Jos joku haluaa lyhyesti jotain autotekniikasta sanoa, niin vastatkoon "miksi autossa on lambda laitteisto". Ei tarvi jaaritella, kuten minä, riittää 4 - 5 sanaa

[Urpo82]

Autoissahan on lambda laitteisto siksi koska laki ja asetukset vaativat auton vähäpäästöisyyttä ja tämä on yksi toimilaite avustamaan vähäpäästöisyyttä.
Sitten taas lambdan ensisijaiset tehtävät autossa ovat varmistaa ja vahtia katalysaattorin/katalysaattoreiden toimintaa sekä parantaa polttoaine taloutta sen hetkiseen suorituskykyyn mukautuen. Nämä siis kun puhutaan perus autosta. Viritys maailmassa on sitten eri perustelut.

[repa]

Kaikille kaiketi selvää on että kannattaa pyrkiä mahd pieneen ilmakertoimeen (ja savun lämpöön ). Ne on kuitenkin kattila- ja olosuhderiippuvaisia arvoja, joten mitään kovin tarkkaa tavoitearvoa ei niille voi antaa.

Jos säätää manuaalisesti kattilan huippupalamiseen ja vasta sitten tarkistaa mihkä em. arvot asettuu, niin sen jälkeen voi noita arvoja pitää jonkinlaisina tavotteina. Jos arvot ovat kovasti perseellään pitää harkita korjaavia toimia. Jos savut on 200 - 250 C ja ilmakerroin alle 1,3 , ei välttis kannata tehdä mitään, ei ainakaan huonontaa palamista vain siksi että saa nätimmät arvot.

Mikä sitten on hyvä/paras palaminen? Ilmeisesti kuumimmanliekin aikaan saaminen on paras tila. Voisin kuvitella ettei lambdaa edes tarvita jos pystytään riittävällä tarkkuudella indikoimaan kuumimanliekin säätötila.

Olisikin mielenkiintoista tietää millä ilmakertoimella markun kattila toimii? Eikä sitäkään voi yleisesti ainoana oikeana arvona pitää. Kuten markku itsekin sanoi, tuskin lambda-säädöllä montaakaan kalikkaa kuitenkaan säästyis vuodessa.

Jos kattila palaa paraiten 1,21 lambdalla, on kai yksilysti onko se mitattu kuivista tai märistä svuista? Oma lukunsa sitten onko 1,21 paras arvo koko polton ajan, sytytys poislukien, kun varastopesässä kuitenkin tapahtuu eriasteisia "hiili- ym. romahduksia" ?

Epilogi
Kaasutus ja palamisreaktiot ovat tasapainoreaktioita, eli menevät molempiin suuntiin palamisen aikana, eivätkä koskaan saavuta täydellistä tilaa. Yli-ilmalla saadaan hapenkonsentraatio palamisen aikana isommaksi, joka siirtää tasapainoa paremmanpalamisen puolelle. Samoin liekin jäähtyminen siirtää reaktioita lämpöä luovuttavaan suuntaan.

[Urpo82]

Kyllähän se näin  menee miten repa kirjoitteli.

Itsellä kuiva puu palaa 1.23 lambdalla ja kosteaa puuta polttelen hiukan isommalla 1.27 lambdalla. nyt on ollut niin hyvää ylivuotista kuivaa kuusta että tuo 1.23 on ollut oikeen hyvä lambdaksi. Alle vuoden kuivunut menee 1.25-1.26 lambdalla.
Hyvin voisi ajella kokoajan 1.26 arvolla, mut kun haluaa aina räplätä jotain ni tota lambda arvoa sit tullut ränkättyä.

Tämmönen isompi kattila tietty käyttäytyy joltain osin erilailla kuin puolet pienemmät ja sitäkin pienemmät.

Se mitä lambda ohjattua kattilaa olen nyt seurannut niin keski vaiheessa polttoa säädöt ovat aikas tasaiset, tosi pesällisissä kun sekapuulla menee niin on välillä suuriakin eroja ensiö ja toisioilman määrillä. Yleensä mennään 55-70% toisio ilmalla ja 100% puhalluksella, mutta välillä menee jopa 95-100% toisiolla ja 80% puhalluksella. Eli kyllä sitä säätämistä olisi aikas reilusti jos haluaisi joka pesällisen palamaan samoilla arvoilla kerrasta toiseen ja vielä 6 tunnin ajan.

Ensimmäisen 30min ajan sekä lopuksi jopa 90 min ajan toisioilma on lähes kiinni eli taas saisi käydä useasti kääntelemässä ilmaläppiä jos manuaali kattilalla haluaisi samaan palamistulokseen.

Nämä mainitsemani ajat ovat oletettavasti pienempiä pienemmissä kattiloissa, kun minulla esim loppuhiilloksessa on jopa 200litraa hiiliä pesässä. Loppuhiillostuksessa minulla nousee vielä varaajalämpö jopa 10 astetta toisioilman sulkeutumisen jälkeen.
Oletan että isossa kattilassa lambda mittauksen tärkeys näkyy selkeämmin kun eri polton vaiheet ovat pidempiä.

Repa kun mainitsi että: "Oma lukunsa sitten onko 1,21 paras arvo koko polton ajan, sytytys poislukien, kun varastopesässä kuitenkin tapahtuu eriasteisia "hiili- ym. romahduksia" ?" -niin lambda tavoitteen muuttaminen ei vaikuta jos kattila holvaa tai tapahtuu muita edellä mainittuja äkkinäisiä muutoksia. Esim. holvannutta pesää ei saa uudelleen toisiopaloon tai holvausta ei pysty estämään eri lambda tavoitearvolla.
Lambdan suurimpana hyötynä näenkin juuri kattilan lämmityksen poikkeavissa tilanteissa sekä polton alun ja lopun toisio ilman säädön.

[seppol]

Hiilidioksidissa C O2 hapen ja hiilen massojen suhde on 32/12. Supistettuna 3/8. Tämä tarkoittaa, että happea kokonaismassasta on 8/11. ja hiiltä 3/11.
Jännä. että vetyyn verrattuna kummassakin tapauksessa yksi jaettavan tekijä on 8. Samalla happimäärällä hiiltä poltetaan 3 kertainen määrä  kuin vetyä.
Mikä on ilman tarve hiiltä poltettaessa? 100 x 8 / 3 x 21 = 12,7 . 
Poltettaessa energia ei tule vedystä tai hiilestä vaan hapesta. Happi on vapaana kaasuna harvinaisuus ja se muodostaa yhdisteitä lähes kaikkien aineiden kanssa. Maapallon meret on saaneet joskus tartunnan ja tämä eliöstö ei ole tarvinnut happea, vaan päästänyt sen kaasukehään. Vuosimiljoonien aikana auringon energia on varastoitunut happeen. Tätä tässä poltetaan.

[Urpo82]

Hiilidioksidissa C O2 hapen ja hiilen massojen suhde on 32/12. Supistettuna 3/8. Tämä tarkoittaa, että happea kokonaismassasta on 8/11. ja hiiltä 3/11.
Jännä. että vetyyn verrattuna kummassakin tapauksessa yksi jaettavan tekijä on 8. Samalla happimäärällä hiiltä poltetaan 3 kertainen määrä  kuin vetyä.
Mikä on ilman tarve hiiltä poltettaessa? 100 x 8 / 3 x 21 = 12,7 . 
Poltettaessa energia ei tule vedystä tai hiilestä vaan hapesta. Happi on vapaana kaasuna harvinaisuus ja se muodostaa yhdisteitä lähes kaikkien aineiden kanssa. Maapallon meret on saaneet joskus tartunnan ja tämä eliöstö ei ole tarvinnut happea, vaan päästänyt sen kaasukehään. Vuosimiljoonien aikana auringon energia on varastoitunut happeen. Tätä tässä poltetaan.

Pikkasen taas lähtee aihe lapasesta! Voisko pysyä aiheessa ja jauhaa näitä jossain p-jauhanta osastolla.

[dieseljätkä]

Hiilidioksidissa C O2 hapen ja hiilen massojen suhde on 32/12. Supistettuna 3/8. Tämä tarkoittaa, että happea kokonaismassasta on 8/11. ja hiiltä 3/11.
Jännä. että vetyyn verrattuna kummassakin tapauksessa yksi jaettavan tekijä on 8. Samalla happimäärällä hiiltä poltetaan 3 kertainen määrä  kuin vetyä.
Mikä on ilman tarve hiiltä poltettaessa? 100 x 8 / 3 x 21 = 12,7 . 
Poltettaessa energia ei tule vedystä tai hiilestä vaan hapesta. Happi on vapaana kaasuna harvinaisuus ja se muodostaa yhdisteitä lähes kaikkien aineiden kanssa. Maapallon meret on saaneet joskus tartunnan ja tämä eliöstö ei ole tarvinnut happea, vaan päästänyt sen kaasukehään. Vuosimiljoonien aikana auringon energia on varastoitunut happeen. Tätä tässä poltetaan.

Mielenkiintoista. Toisenlaisiakin näkemyksiä on. Kuka osaa niin voi näistä tehdä uuden keskusteluketjun.
http://www.bioenergianeuvoja.fi/faktaa/puun-lampoarvo/

[seppol]

Ei tämä ole minun näkemykseni. Olen yrittänyt ymmärtää, mitä on tutkittu ja kirjoitettu viisaampien toimesta. Ihan lyhyesti vedystä ja hapesta:

Vetyatomissa on yksi protoni ytimessä, jota kiertää yksi elektroni. Yksi elektroni on kuitenkin hyvin epävakaa ja niinpä vetyatomi nappaa toisen ja muodostuu kaksiatominen molekyyli, jossa kahta ydintä kiertää kaksi elektronia. Vedyn atomimassa (entinen atomipaino) ilmaistaan luvulla 1.

Hapen atomimassa on 16. Sen ytimessä on 8 protonia ja 8 neutronia. Ydintä kiertää 8 elektronia, 2 sisäkehällä ja 6 ulkokehällä. Mendelevin alkuainejärjestelmän mukaan pysyviä ovat aineet, joiden ulkokehällä elektronien määrä noudattaa lukusarjaa 2+8+8+8 jne. Seuraava olisi siis 2+8 =10. Kaksi happiatomia muodostaakin  happimolekyylin, jossa on kaksi ydintä joita kiertää 12 elektronia. Näistä kaksi muodostaa kaksoissidoksen, joten ulospäin ydintä kiertää 10 elektronia. Tässä on kyllä pieni poikkeus, mutta jätetään se nyt tässä pois.
Kun vety yhtyy happeen, kummankin molekyylirakenne joudutaan purkamaan. 2 molekyyliä vetyä + 1 molekyyli happea = 3 molekyyliä. Vettä syntyy 2 molekyyliä. Molekyylien määrä pienenee yhdellä. Tämä vapautuu lämpönä. Tuleeko se vedyn vai hapen sidoksista?

[seppol]

En  tiedä uskallanko enää vastata tähän osioon. No, ehkä kuitenkin.
Nimimerkki Repa laittoi taulukon aineiden sidosenergioista ja vielä esimerkkilaskelman vedyn palamisesta. Se on kuitenkin vedetty pois, ehkä siksi, mitä siitä selvisi
Nimittäin, että vetyä poltettaessa suurimman osan yhtymisenergiasta kuluttaa vedyn moolisidoksen purkaminen. Tosin happimolekyylikin puretaan, mutta energiaa kuluu vähemmän nimenomaan moolitasolla.
Dieseljätkän linkissä lähtökohtana on, että puun sisältämä happi ei tuo energiaa palamisreaktioon. Tämä on ymmärrettävää koska elämme happipitoisessa ympäristössä. Sitä on ilmaiseksi kaikkialla saatavissa. Jos muuttaisin kuuhun, pitäisi puiden lisäksi happikin ottaa mukaan. Perillä sen hinta olisi todella korkea ja sen merkitys ymmärrettäisiin.

Vetyä pidetään aktiivisena kaasuna, mutta sitä se on vain suhteessa happeen. Jos vetyä ja hiiltä laitetaan purkkiin, ei sieltä hiilivetyä ainakaan 1000 vuoteen saada.

Asia on puolestani loppuun käsitelty. Anteeksi tämä pask...n jauhaminen. Kirjoitukset saa poistaa asian vierestä kommentointeina.

[dieseljätkä]

Väitöskirjaa jäin kyllä kaipaamaan minäkin.  Siinä oli niin paljon tietoa, että "vastaväitteet" - joita siihen tod näk ei olisi tullut - veisivät ainakin viikon. Sidosenergiat oli myös mielenkiintoista.
Nuohooja voisi tämän  ketjun siirtää  vaikka Palamisenergia-otsikon alle.

[perde]

Väitöskirjaa jäin kyllä kaipaamaan minäkin.  Siinä oli niin paljon tietoa, että "vastaväitteet" - joita siihen tod näk ei olisi tullut - veisivät ainakin viikon. Sidosenergiat oli myös mielenkiintoista.
Nuohooja voisi tämän  ketjun siirtää  vaikka Palamisenergia-otsikon alle.

Kaivelin sivuhistoriasta tuon gradun linkin siitä kiinnostuneille:

https://jyx.jyu.fi/dspace/bitstream/handle/123456789/21265/URN_NBN_fi_jyu-200906261753.pdf?sequence=1