Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

als mgl. Lösung für ausbremsen des Windrades bei Direktverbrauch mit Heizpatrone
 
Carl
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Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 20.10.2016 - 09:19 Uhr  ·  #1
Es wäre gut wenn im Forum schon jemand damit Erfahrungen mitteilen könnte. Im Nachbarforum habe ich von Wärmeerzeugung Magnet erzeugter Wärme durch Wirbelstrom gelesen, angeblich ist da ein ähnliches Abbremsen des Generators wie mit einer direkt angeschlossenen Heizpatrone (fast wie Kurzschluss) nicht zu erwarten.

Weitere Angaben als dass in einem Alurohr Magnete Rotieren sollen und dass dann wenn es mehrere Magnete sind, diese entsprechend gepolt gefahren werden müssen konnte ich nicht finden.

Weil ich mit meinem Wunsch, im Winter über direkt am Windrad angeschlossenen Heizpatronen nicht weiterkomme, habe ich mir nun für Experimente ein Messingrohr ( weil damit Lötarbeiten leichter sind, geht ja auch statt Alu) mit passendem Innendurchmesser 21 mm und 2 mm Wandstärke, also 25 mm Außendurchmesser bei ebay bestellt.

Auch die passenden 20 mm Aussendurchmesser Neodym Ringmagnete mit 6 mm Bohrung für die Aufname der Drehachse habe ich online bestellt, 15 Stück, die Messingröhre ist 1/2 m lang, kann noch gekürzt werden.

Die Ringmagnete sind diametral gepolt, die Pole sind also, was seltener zu finden ist nicht an den ebenen Flächen sondern an der Rundung orientiert.

Mit 8 mm Dicke der Ringmagnete habe ich, wenn alle 15 Magnete übereinander auf der 6 mm Drehachse sitzen eine Laufhöhe von 14 cm in der Messingröhre. Passende Kugellager besorge ich noch und werde dann den ersten Versuch mit einem Minimaxbohrer als Antrieb machen.

Am Windrad angeschlossen (später und vielleicht größer falls die Versuche ein gutes Ergebniss geben) kann direkt auch ein Antriebsmotor hängen, der läuft eben schneller wenn mehr Leistung vom Windrad kommt und bremst nicht so stark ab wie eine Heizpatrone.

Zumindest dies habe ich anhand eines Karrens mit zwei Nabenmotoren geprüft. Wenn ich das eine Rad von Hand drehe, läuft das andere durch den damit generierten Strom angetrieben relativ leicht sofort mit. Das Andrehen von Hand wird jedenfalls dabei nicht deutlich spürbar schwerer, es ist gefühlt fast so wie wenn man nur einen einzelnen nirgends angeschlossenen Nabenmotor von Hand andreht.

Die rotierenden Magnete in der Messing-Metallröhre verhalten sich wahrscheinlich ähnlich wie ein eisenloser Generator.

Der Widerstand durch den Kurzschluss durch die Röhre hängt vom Durchmesser der Magnete und der Drehzahl ab - falls ich mich nicht täusche. Und die Drehzahl wiederum von der abgegebenen Leistung des Windrades.

Das müsste sich insofern eigentlich an die Leistung des Wind-Generators anpassen lassen neben der Größe des Wirbelstromgenerators auch durch die Wahl des Antriebsmotors in Bezug auf Leistung und Drehzahl.

Wenn also Fehler in meiner "Milchmädchenrechnung gefunden werden oder gute Ratschläge gegeben werden könnten, wäre das wunderbar!

Gruß, Carl
FamZim
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 20.10.2016 - 19:24 Uhr  ·  #2
Hallo Carl

Deine Rückschlüsse sind soweit alle richtig vom Prinzip her .
Ein solches Magnetsystem wirt ja auch als Magnetkuplung genutzt.
Ich kann mir aber vorstellen das das 2 mm Rohr einen dermassen grossen Kurzschluß verursacht das es selber nicht sehr warm wirt.
Es hat dann haubtsächlich ein hohes Drehmoment, welches aber bei hoher Drehzahl, Ich schätze über 1000 U/min wieder sinkt.
So ähnlich wie bei überlasteten Eisengeneratoren.
Wenn das so , schon bei niedrigen Drehzahlen sein sollte, muß das Rohr dünner sein und der Kurzschluß nicht so stark, das zeigt aber ein Versuch!
Die Magnettabletten müßen alle mit gleichem Pol in einer Reie auf die Welle.
Die werden sich ganz schön sträuben, aber das muß so sein, sonst neutralisiren sie einen Großteil ihrer Magnetkraft, wenn man ihnen ihren Willen läst.
Du kanst das Teil auch als Kuplung zwischen Windrad und Generator setzen für einen leichteren Anlauf.
Sobalt es dann losdreht, bremst der Generator erst zusätzlich.
Schöne Experimente machst Du da O-) das gefällt mir auch :-)

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 20.10.2016 - 20:05 Uhr  ·  #3
Hallo Aloys,

das ist schon ein sehr guter Tip mit der Wandungsstärke. da bin ich schon froh, dass ich nicht alternativ ein angebotenes Alurohr 30 mm x 4 mm Wandstärke genommen habe! Es ist etwas schwierig zu dem Magnetdurchmesser 20 mm passende Rohre zu finden, denn etwas Freiraum zwischen Magnet und Wandung sollte schon sein, bei meinem Messingrohr sind es 0,5 mm da der Rohrinnendurchmesser 21 mm beträgt.

Ich werde weiter nach dünnerem Rohr suchen, vielleicht auch dünnes VA antimagnetisch muss es sein. Für den Fall, dass kein passendes dünneres Rohr mit 21 mm innendurchmesser zu finden ist meine Frage: Würde es auch was nutzen, wenn statt der dünneren Wandung der Abstand der Magnete zum Metall vergrößert wird? Dann wäre die Auswahlsmöglichkeit für Rohrmaterial größer.

Dann auch vielen Dank für den Tip das die Polungen alle in Reihe liegen müssen. Das hätte ich sonst garantiert falsch angestellt. Man kann die Magnete in Reihenpolung scon auf Achse gesteckt sicherlich mit JB Weld Komponentenkleber fixieren. Der Kleber ist angeblich der stärkste der Welt. Gut ist er schon aber na ja, die Amerikanermit ihrer Werbung...

Die Idee mit der Kupplung mit dem Windrad, das als Lösung finde ich sehr gut, auch für andere als die von mir geplante Anwendung - falls das Experiment funktioniert, wie es soll!

Wofür ich es gebrauchen könnte wäre z.B. als von unten dicht in einen isolierten Wasserbehälter eingeführtes Heizelement. Dafür müßte eine Verkabelung vom Windrad ins Gebäude gemacht werden, direkt am Windrad ginge das leider nicht so problemlos.

Was für eine Wandstärke des Rohres würdest Du nehmen? genügt 1 mm oder sollte es besser 0,5 mm sein? Das sind noch gängige Stärken.

Gruß, Carl
Ralf B
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 20.10.2016 - 23:51 Uhr  ·  #4
Hallo Carl

Hier ein kleines Video : https://www.youtube.com/watch?v=xRn_5-E00ss

Gibt es haufenweise........

Im Prinzip nix anderes als wie beim Generator . Viele schnelle Polwechsel mit starken Magneten in irgendeinem elektrischen Leiter ( der kurzgeschlossen ist " massiv" )
Ob in einem Rohr (längs der Drehachse) oder in der Breite ( Scheibe ! ) egal.

Ich finde eine Scheibe besser, weil man dort nicht so hohe Drehzahlen braucht.
Die Magnetscheibe einfach unter einem Topfboden mit Wasser im Topf kreisen lassen.... fertig!
So müßte eigentlich ein Induktionsherd funktionieren ?!? ( wobei der Topf magnetisch sein muss..... wird wohl ein kreisendes Magnetfeld direkt im Topfboden erzeugt ....?!?)

Fang mit einem dünnen Rohr an und wenn es Dir zu "dünn" ist wickle einfach "Draht" ( Kupfer Eisen ...egal!) drum und schließe das "kurz"....

Bei einer Magnetscheibe könntest Du einfach dickeres Blech nehmen ( kann rund eckig oder wie auch immer sein kann auch überstehen ..) ...ist leichter zu finden, als verschiedene Rohre mit gleichen Innendurchmesser aber dickeren Wandungen ;-)

Na dann viel Spass beim Experimentieren !

Gruß Ralf
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 21.10.2016 - 11:11 Uhr  ·  #5
Hallo Ralf,

danke für die Tips und den Link auf Youtube! Dort hatte ich noch gar nicht gesucht! Ich stehe noch ziemlich am Anfang, die Hinweise von Dir und Aloys haben mir sehr weit weitergeholfen!

Der Hinweis auf die Möglichkeit mit größeren Diametern mit Scheibenanordnung ist sehr einleuchtend. Das werde ich für späteres Vorgehen vormerken! Ich habe unterm Bett noch 10000 Streichholzmagnete in einem Paket gebunkert, da gab es mal eine Auktion in der ich das für einen Spottpreis nach geschmissen bekam. Material für weitere Versuche ist also vorhanden.

Ich kann momentan nur schrittweise vorgehen und deshalb wollte ich zunächst mit den Magneten und dem Rohr was ich bereits besorgt habe kleinere Experimente machen.
Meine diametral gepolten Magnete hätten auf einer Scheibe leider auch nicht die korrekte Polung auf den ebenen Flächen sondern auf der runden Seite!

Im Youtubevideo ist die erforderliche Drehzahl um starke Leistung zu erbringen etwas beängstigend - 7000 Umdrehungen etwa und jede Menge Lärm! Man muss allerdings nichts zum Glühen bringen, wenn sich bei wenig Drehzahl ein bisschen Wärme entwickelt ist das für`s erste eigene Experiment schon ein netter Schnupperkurs!

Und - für`s Windrad später ist ja gerade wichtig, dass man variabel je nach anfallender Leistung arbeiten kann ohne diese extremen Bremseffekte wie z,B. mit einer Heizpatrone gleich schon beim Anlaufen des Windrotors! Soweit Aloys das bestätigt hat müßte das gehen und wir hätten damit eine Direktverbrauchsmöglichkeit die ohne komplizierte Schaltungen flexibel auf die jeweilige Leistung des Windgenerators reagiert ohne ihn zu sehr abzubremsen.

Eine Frage hätte ich noch: Mit dem 50 cm langen Rohr mit noch etwas zu dicker Wandung (2mm) für den ersten Versuch (falls ich kein passendes dünneres Rohr auftreiben kann) hätte ich Platz genug, um unter den 15 Magneten die bei 20 mm Aussendurchmesser 8mm hoch sind, genügend große Abstände zwischen den einzelnen Magneten übereinander auf der Achse zu halten.

Würde das bedeuten, dass ich auf diese Weise verlustfrei auf eine Lineare Polung verzichten kann und wenn nicht - wäre bei weiterhin linearer Polung bei solchen Magnet-Abständen untereinander mit verringerter Heiz- Leistung zu rechnen als wenn die (sich ärgerlicherweise garstig dagegen sträubenden) Magnete dicht an dicht linear gepolt aufeinander geklebt auf der Achse sitzen?

Das mit den Abständen unter den Magneten würde für mich schon deshalb Sinn machen, weil die Magnete nach dem Versuch dann wieder einzeln wiederverwendet werden könnten. Zusammengeklebt könnte man höchstens noch versuchen, einen Dynamo zu bauen ähnlich wie beim Fahrraddynamo.


Die Magnete dürften sich - falls das dann noch nötig ist - durch die Abstände untereinander leichter linear ausrichten lassen als eng zusammen.

Die Löcher in den Ring Magneten haben 6 mm Durchmesser dort passt also nur eine dünne 6 mm Drehachse hinein. Der Spalt zwischen Magneten und der Rohrinnenwand beträgt 0,5 mm, kein Raum also für Schwingungen in der ca. 50 cm langen Achse und dadurch etwas biegsamen Anordnung. Es müssten wohl zwischen den Magneten zur Stabilisation etwa alle 10 - 15 Zentimeter noch Kugellager eingeplant werden. Würden diese Zwischenlager durch elektrischen Masseschluss oder sonst irgendwie zwischen Rohr und Drehachse Probleme verursachen?

Gruß, Carl
FamZim
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 21.10.2016 - 12:53 Uhr  ·  #6
Hallo Carl

Wenn die Magnetscheiben "direkt" an einander liegen, müssen sie richtig ausgerichtet sein.
Sind sie aber wie bei Dir geplant etwas ( 4 bis 8 mm sag ich mal ) von einander entfernt, hat das keinen sehr großen Einfluß auf den Nachbarmagneten und sein Feld, das Rohr ist hingegen nur 0,5 mm weit weg.
Der Stapel von 14 Magneten ist somit auch nicht so lang, das Rohr wird dann nicht ganz genutzt.
Die Welle würde ich nur so weit in das Rohr hineinragen lassen wie der Stapel pluß einem Stützlager ist.

Die Drehmomente die erzeugt werden, richten sich nach der Austrittsfläche am Magneten, das sind etwa 5 cm² bei den 8 mm dicken Scheiben.
Der Hebelarm zur Achse ist 1 cm , daraus errechnet sich dan das Drehmoment welches möglich ist.
Große Durchmesser haben darum den längeren Hebelarm, mal die grössere Einwirkfläche dabei.
Bei den kleinen BL Motoren rechnet man mit 2 Nefton auf einem cm² der Fläche, die dieser auf dem Statorpaket aussen hat.
Das wären dann im günstigen Fall, und entsprechender Drehzahl, 5cm² mal 14 Magnete mal 1 cm Hebel !
Ein VA Rohr hat einen höheren Wiederstand, schätze 8 mal mehr wie Messing, und nutzt die höhere Spannung die beim Kurzschluß wirkt besser zur Erwärmung, genaueres kann Ich dazu aber nicht sagen :sick:

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 21.10.2016 - 15:17 Uhr  ·  #7
Hallo Aloys,

Das mit dem VA-Rohr hat dann noch etwas Zeit, interessant, dass es einen höheren Widerstand hat, es ist doch auch antimagnetisch? Ein höherer Widerstand würde das nicht bedeuten, dass dann später wenns soweit ist auch der Windgenerator stärker ausgebremst wird? Gerade deshalb wollte ich doch z.B. kein Eisenrohr nehmen.

Beim Messingrohr ist mir momentan sympatisch, dass man wegen der 2 mm Dicke evtl. ein Feingewinde zum Auf- oder Einschrauben eines Deckels auf einer Seite machen könnte oder - wenn nicht - einfach ein passendes Rundstück evtl. auch mit Bohrung als Gleitlagerung für die Drehachse einlöten könnte. Kegelförmig angespitzt wäre die Achse dann fast wie für ein Nadellager gebaut und damit etwas leichtgängiger wenn Gewicht drauf kommt. Letzteres wäre falls man den Antrieb von oben macht und die Drehachse auf den Nagellager zum Aufliegen käme.

Nur für den Versuch kommt es nicht so darauf an ob der Antrieb von oben oder unten kommt, zunächst wird damit noch kein Wasser gekocht , auch nicht so heiß wie im Videoclip von Ralf. Es ist noch nicht mit Sicherheit klar, auf welche Weise später die Wärme genutzt wird. Sie könnte simplerweise auch einfach so nur an die Raumluft abgegeben werden. Verloren geht sie da nur durch Abstrahlung über die Hauswand nach draussen, das, was an Wärme erzeugt wird wird dadurch, dass es mit Wasser genutzt wird auch nicht wärmer, man kann die Wärme so speichern und später oder über längeren Zeitraum mit weniger Intensität, also verzögert abgeben, das macht natürlich auch Sinn.

Die Magnete sind heute angekommen. Wenn ich zwei der Ringmagnete mit den flachen Seiten einander näher bringe, spürt man schon bei 6 cm Abstand voneinander eine sehr-sehr geringfügige Abstoß- oder Anziehkraft. Bis zu 3 cm Entfernung ist diese kraft noch relativ gering, dann stärker bis zu 1,5 cm Nähe wo sie dann zusammenknallen wenn man nicht aufpasst. Man muss aufpassen, leicht splittert da etwas von der Chromschicht ab mit der sie überzogen sind, bei einem ist mir das passiert.

Also wenn Du meinst, es ginge mit Abständen für ein erstes Experiment, die Magnete auf der Welle zu platzieren - ich würde das zunächst vorziehen weil es im Prinzip nur darauf ankäme die ankommende Energie möglichst verlustfrei nur in Wärme umzusetzen, wobei es nicht auf die maximal mögliche Temperatur ankommt sondern nur darauf, das alle Energie - über die gesamte Rohrlänge durch dann auf größerer Fläche gerne auch mit weniger konzentrierter Hitzeentwicklung Wärme frei wird.

Zum Glühen will ich das Rohr auf keinen Fall bringen selbst wenn das ginge, soviel ich bisher dazu weiß mögen Neodymmagnete zuviel Hitze nicht.

Du hast selber einmal gesagt kleine Energie über längeren Zeitraum kann auch viel Wärme speichern wenn letzterer der Fluchtweg verbaut ist (Isolation).

Welchen Abstand würdest Du spontan empfehlen, ganz weg vom gegenseitigen Wirkungsfeld bei über 6 cm oder dort wo diese Felder noch relativ gering aufeinander wirken, also bei 3 - 4 -5 cm wo sie sich gegenseitig noch sehr wenig stören?

Eng zusammen als Stapel - das ist danach immer noch als Versuch machbar, ich nehme an, dass dann auf kleinerem Raum höhere Temperaturen entstehen, während auf größerer Rohrlänge mit Abständen zwischen den Magneten weniger Temperatur, diese jedoch auf größerem Raum verteilt ist, praktisch in der Summe die gleiche Menge erzeugter Wärme mit der gerade anstehenden Energie. Wäre das richtig gedacht?

Bei Abständen von 4 cm zueinander würden dann 10 Magnete in die 50 cm lange Messingröhre passen, bei 2,5-3 cm dann alle 15. Mir kommt es nicht zwangsweise darauf an, soviel Magnete wie möglich einzusetzen sondern erstmal checken was mit den Abständen optimal wäre. Auch weil bei weniger Störung der Magnetfelder untereinander der Zusammenbau leichter wird. Wie Du schon sagtest werden die Magnete immer widerspenstiger je näher sie zusammenkommen.

Gruß, Carl
FamZim
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 21.10.2016 - 22:51 Uhr  ·  #8
Hallo Carl

Mit höherem Wiederstand ist der Spezifische (elektrische) Wiederstand gemeint.
Ich weis den von VA Stahl (also auch Eisen) nicht genau, sollte aber eisenänlich sein.
Ein CU Draht mit 1mm² querschnitt hat 1 Ohm bei 56 m Länge, und Eisen liegt da schon unter 10 m !

Beim Kurzschluß fließt ja der hohe Strom durch das Material, und bei CU oder Messing wirt kaum Induktionsspannung dafür benötigt.
Verbrauchte Leistung geht ja Spannung mal Strom !
Nehme ich nun VA, benötigt man eine mehrfach höhere Indunktionsspannung für den gleichen Kurzschlußstrom, und setzt auch mehr Leistung = Wärmeleistung um, genau was wir wollen.

Deine 6 mm Welle mußt Du schon abstützen wenn die so lang ist, die ist , auch wenn sie gehärtet ist, viel zu biegsam, darum den Magnetabstand nicht so groß wählen, man braucht mehrere Lager dazwischen.
Alle 10 cm wären da angebracht, da auch bei senkrechter Montage noch Druck auf die Achse kommt
Die Magnete würde ich nicht mehr als 1 cm weit auseinander machen, das Magnetfeld zum nächsten spürt man schon sehr, da geb ich dir recht.
Das Magnetfelt "durch" das Rohr ist aber beim Abstand von 0,5 mm viel stärker, das spürt man aber überhaubt nicht ohne Bewegung, das täuscht gewartig, und ist absolut nicht zu vergleichen und auch keine Meßmetode.
Die Magnete sollten sich bei Abstand sogar alleine ausrichten, die leiten das Feld ja auch längs durch die Rohrwandung.
Längs wäre der Weg dann 10 mm, bei 15,7 mm Magnetbreite vom Umfang .
Beim Stapeln können Messing-Scheiben dazwischen, das macht die Welle dann auch dicker im Magnetbereich.
Sind die Mags eigenlich 4 polig, oder 6 polig, die gibt es wohl auch?
Die werden warscheinlich auch nur in so genannten Innenläufern eingesetzt, die aussen einen Rückschluß haben, da ist der Luftspallt nur so groß wie die Wicklung dick ist, pluß 0,5 mm.

Ein Nadellager ist aber kein Drucklager, das Drucklager kann wie bei Fahrrädern im Tretlager aber mit kleinen Kugeln, in Fett eingepappt mit der angespitzten Welle gemacht werden.
Ein ein gelötetes Messig-Lagerschild mit Absatz für die Kugeln vorausgesetzt, so ein Lager hab ich mal mit Holzwelle und Glasmurmeln gemacht :fgrin:
Also auch kein neues Rader funden, nur wieder ausgekramt .

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 09:28 Uhr  ·  #9
Hallo Aloys,

Danke für die guten Hinweise!

Wenn ein VA-Rohr mehr Energie in Wärme umsetzen kann ohne das bei Eisen übliche Rast-Moment durch die Magnete, dann ist das sicherlich erste Wahl!

Die Messing-Scheiben als Abstandhalter sind schon eine gute Idee. Das lässt sich leicht mit etwas Rund-Material und der kleinen Bastler-Drehbank machen für die ich auch ein Bohrfutter anstelle der Dreh-Spitze für die 6 mm Bohrung der Achsaufnahme einspannen kann.

Mindestens alle 10 cm ein Zwischenlager, das war auch meine Einschätzung zur Biegsamkeit der 6 mm Welle.

Da stellt sich dann die Frage, welche Auswirkung dieses Lager auf die Anordnung der Magnet-Abstände haben würde. Nehme ich ein normales Stahl-Lager, ein VA-Lager, ein Keramik-Lager anstelle der Abstands-Messing-Scheibe oder muss ich beidseitig des gewählten Lagers noch Messing-Scheiben zwischen setzen und so einen grösseren Abstand zwischen den Magneten einplanen?

Eine leichtgängigere Bohrung in der Abstands-Messing-Scheibe mit dann fester sitzendem Abschluss an der Rohr-Innenwand - also mit etwas umfangreicheren Messing-Scheiben so das sie relativ fest an der Rohrwand anliegen als Gleitlager für die 6 mm Welle hatte ich auch schon angedacht, dann jedoch als Notlösung zunächst wieder verworfen weil auf axialer Seite dann vielleicht zuviel mechanische Reibung oder elektromagnetische Reaktion durch die Stellen an den Magnet-Flächen, wo dann die Scheiben nicht auf der Welle mit rotieren entstehen könnte.

Minimale mechanische Reibung wäre dabei das kleinere Übel, etwas Reibung in Wärme umgesetzt geht da ja nicht verloren! Es ginge mir mehr darum zu wissen, ob elektromagnetische Effekte diese Lösung dramatisch problematisieren könnten.

Was wäre also die elektomagnetische Wirkung der Magnete auf die an dieser Stelle fest stehendende Scheibe die sich dort auf der Welle nicht mitdreht, sind VA-Lager vielleicht das kleinere Übel oder ist die Messing-Scheibe als Gleitlager gebaut die bessere Lösung?

Vielleicht sollte ich es doch zuerst mit der Abstands-Messing-Scheibe als Gleit-Zwischenlager ausgebildet versuchen. Das wäre für das kleine Experiment auch kostengünstiger.

Die Ring-Magnete haben nur 2 Pole, wie schon gesagt diametral ausgerichtet, wie es sein soll.

Mit dem eingelöteten Messingdeckel und "Nadellager" meinte ich nicht die übliche Bezeichnung für Nadellager mit kleinen dünnen länglichen Walzen wie sie auch in Radial-Lager eingebaut werden sondern so etwas wie eine spitze Nadel, die wie in einem Uhrwerk auf einem Rubin läuft, nur zum Beispiel.

Nur als Gleitlager, also eine Bohrung im Messing in der die Drehachse dann läuft wäre es allerdings kein Drucklager wie auch erforderlich und zudem müsste ich befürchten, dass dieses mit der Wärmeentwicklung im Rohr durch Materialausdehnung betroffen und evtl. klemmen könnte.

Alternativ ein Axial- bzw. Drucklager zu nehmen wäre wohl die beste Lösung, Du hast recht.


Gruß, Carl
Ralf B
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 09:59 Uhr  ·  #10
Hallo Carl

Mal ein Gedanke : ......wenn du die Magneten in dem Rohr drehst, wird doch ein "Gegenmagnetfeld" ( Wirbelströme im Messingrohr !) erzeugt!!
Glaubst du das sich die gleichnamigen Magnetfelder anziehen ( die Magnete an die Messingröhre angezogen werden?!? ) Doch wohl eher UMGEKEHRT!!
Abgestoßen!!
also werden sich die Magnete meiner Meinung nach selbst "lagern" zentrieren ( Magnetlager!! ) je schneller sie drehen ( und schwerer !) um so besser gelagert! ;-)
..nur zu Beginn bei Stillstand werden die Magnete an den Wänden schleifen ....Als einfach einen etwas größeren "Ring" aus (Teflon etc) als Abstandshalter alle 10 cm müßte genügen.

Was die eigen Schwingung des langen Magnetzylinders angeht könnte es aber doch noch Probleme geben...

Alles im Allen doch sehr aufwendig! ;-)

Ein anderer Vorschlag wäre einen "Wärmegenerator" mit einen innenliegenden Zylinder aus Metallschaum gedreht in Wasser oder Öl . Wirkungsgrad soll deutlich über 80 % liegen und wenn man noch die Lagerreibung (Wärme!) mit einrechnet so ca um die 90 % !
Kostenpunkt gschätzt weit weniger als 1 / 20 .......Arbeitsaufwand weniger als die Hälfe deiner jetzigen Konstruktion. ;-)

Gruß Ralf
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 12:46 Uhr  ·  #11
Hallo Ralf & Aloys,

Zur Anzahl der radial ausgerichteten Pole auf meinen Magneten muß ich mich jetzt berichtigen. Ich habe sie auf einer Blechplatte hin und her gerollt und dabei festgestellt, dass sie auf 2 gegenüber liegenden Seiten ihrer Rollfläche die stärkste Anziehungskraft entwickeln und dass der Übergang von einer Seite zur anderen beim Rollen dann mit weniger Anziehungskraft geschieht ohne das die Magnete dabei von der Blechplatte mit einem Abheben von dieser Rollfläche abgestoßen werden.

Vermutlich handelt es sich hier dann um 4 Pole im radialen Bereich?

Auf den geraden Flächen der Ring-Magnete hingegen entwickelt sich sehr starke - also weit stärker als im Radialbereich - Anziehung bzw. Abstoßung.

Anders sieht es bei kleinen achsial gepolten Ringmagneten aus von denen ich einen habe und auf der Blechplatte gerollt habe. Der dreht sich ohne spürbaren durch Pole bewirkten Wechsel rundum gleich. Womit gleich auch geprüft wurde, das meine 15 radial polarisierten Ringmagnete zumindest auch wirklich radial gepolt sind. Das - wenn man spürt wie stark sie sich auf ihren geraden Flächenseiten gegenseitig anziehen und abstoßen - hatte mich etwas an meiner Bestellung im Shop zweifeln lassen.

Auf 9 cm Welle kämen mit den 1 cm starken Abstandshaltern 5 Magnete zu sitzen, zudem würde nur für den ersten Versuch schon reichen,mit nur 5 Magneten zu arbeiten - um schrittweise vorzugehen - und so zunächst auf Zwischenlager verzichten zu können.

Wie gesagt - der erste Versuch ist nur ein kleiner Anfang bei dem es mir darauf ankommt zu fühlen, zu erkennen was sich dann weiter noch machen ließe. Es muss nicht dringend eine schon fertige Nutzanwendung werden, dient vorrangig nur dem Erlebnis in der Praxis.

Was jetzt die Wirbelströme im Messingrohr, die Ralf beschreibt betrifft bin ich ratlos. Messing ist doch antimagnetisch, die Wirbelströme dort haben anziehende und abstoßende Auswirkungen auf die Magnetfelder der Ring-Magnete? Wenn sich dann so auswirkt, dass eine magnetische Lagerung entsteht wäre das tatsächlich nützlich.

Mit dem innenliegenden Zylinder aus Metallschaum der 1/20 weniger Arbeitsaufwand und im Kostenpunkt mehr als die Hälfte weniger als die z.Z. laufende Beplanung bedeuten würde, das ist dann etwas was man sich für später merken muss.

Messingrohr und Ringmagmnete sind schon da, passende Messing-Rundstange und sogar ein paar Teflon-Rundstücke mit Loch hab ich noch in der Grabbelkiste.

Gruß, Carl
FamZim
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 14:28 Uhr  ·  #12
Hallo Carl und Ralf

Wenn die Magnetscheiben 2 Anziehzentren haben sind sie auch nur 2 Polig.
Im Mittelteil sind sie neutral, das geht nicht anders beim Magnetisieren, die Kräfte kommen dann eher von den beiden Polen die aber weiter vom Blech entfernt sind durch die Rundung.
Beim Rollen auf Eisen kann man natürlich kein abstossen durch das induzierte Kurzschlußfeld bemerken, da alles zu sehr am Eisen klebt.
Aber diese Felder sind IMMER gegen das Magnetfeld gerichtet welches sie verursacht, da hat Ralf vollkommen recht .
Das sie Seitlich sehr stark anziehen ist auch normal, da ja beide Polzentren an das Eisen gelangen, so wie bei Stabmagneten auch.
Das Feld sucht sich immer den kürzesten Weg, der ist dann seitlich und schwächt das Feld durch Umleiten .
Darum, wenn die Magnete direkt nebeneinander sind, müßen sie die gleiche Ausrichtung haben um das zu vermeiden, sind sie weit auseinander ist das nicht nötig, jedenfals für Deine Anwendung.
Als Motormagnete ginge das wegen der überall gleich gewickelten Spulen aber nicht.
Kugellager auf jeden Fall antimagnetisch, und mit etwas Distanz zu den Magneten, wenigstens 0,5 mm wie das Rohr auch.
Sind sie aus Metall, werden sie auch warm wie das Rohr.
An der Reibungswärme-Erzeuger-Ide wie Ralf es beschreibt, ist auch was drann, die sind zb auch in Geräten die mit einer gedämpften Öffnungklappe versehen sind , zb CD Rekorder zu finden, in ganz klein.
Da sind unterschiedlich Systeme zu finden, die dann mit Fett gefüllt sind, und Wärme erzeugen würden.

Als Drucklager im Rohr geht auch eine Platte die nur eine Senkung hat und gar kein Loch, da kommen dann ein paar Kugeln rein und die Spitze der Welle rollt auf einem Kugellager !

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 16:01 Uhr  ·  #13
Hallo Aloys & Ralf,

Damit dürfte zunächst alles klar sein auch die Distanz zwischen Magneten und antimagnetischem Zwischenlager, ohne kleineren dünnen Abstandsscheibenring würde ja die Aussenhülse auf dem Magneten aufliegen und so alles Abbremsen.

Die Magnete sind, wenn ich das richtig verstanden habe mit ihren gegenseitig anziehenden ebenen Flächen auf der Achse zueinander angeordnet. Oder sollen sie sich gegenseitig dort abstoßen? Das wäre dann beim Zusammenbau und evtl. im Betrieb problematisch, man müßte sie ja sehr fest auf der Achse im geforderten Abstand von 1 cm - eine Distanz wo sie noch sehr starke Abstoßung entwickeln - fixieren. Bei gegenseitiger Anziehung halten die Abstandsringe sie wunderbar am Platz.

Die Lösung des Drucklagers mit nur einer Kugel ist auch eine gute Alternative. Ich muß mal schauen was es da so an passenden antimagnetischen Industrielagern gibt.

Das mit dem Reibungwärmeerzeuger ist schon wegen des hohen Wirkungsgrades interessant, muß in meinem Fall erstmal verschoben werden weil unsere Anordnung materialmäßig schon weitgehend klar zum Bau vorliegt.

Danke Euch beiden und Gruß, Carl
Ralf B
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 16:37 Uhr  ·  #14
CARL ..... abstoßen!!

Die Magneten müssen sich abstoßen! ( sonst haben sie nur sich selbst lieb ...;-) )
Die Feldlinien müssen durch das Messing ( oder anderen elektrischen Leiter gehen ) und "bewegt" werden. So wie in dem Kupferdraht im Generatorspulen!
Dort wird ein Strom ( Wirbelstrom ) induziert, der wiederum ein "Gegenmangnetfeld" erzeugt. Genauso wie in Kupferspulen . Das wirkt /bremst die Magneten auf der Welle ( wie beim Geni!)
Schließ den Geni Kurz und der Stator wird sehr schnell heiß, wenn Du genug Drehkraft hast.
Also Magnetfeldlinien nicht direkt zum andern Magneten , wenn da kein beweglicher Leiter dazwischen ist, sondern erst DURCH den bewegten Leiter ( in Deinem Fall das Messingrohr! ) zum anderen Magnetpol!
Magnetpole gleichnamig nebeneinander auf Welle, so das sie sich abstoßen !
....und ja das ist schei.. ! ( Mein reden nicht so einfach ....) ;-)

Ich habe Rotoren mit sich abstoßenden Magneten gebaut, um so die Magnetfeldlinienkonzentration nach außen zu konzentrieren . Wenn du da ein Alublechstreifen drum hälst und den Rotor drehst merkst du sofort deutlich wie die Wirbelströme bremsen und das Blech warm wird...

Carl, ich weiß wovon ich rede...und was das für Arbeit macht. fg

Es gibt noch was ganz Anderes, wozu Deine Magnete aber leider nicht geeignet sind .... ;-)

Gruß Ralf
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 18:33 Uhr  ·  #15
Hallo Ralf,

Oh je, abstoßen, dann wird`s schwieriger die Magnete auf der Welle auf 1 cm Abstand zueinander zusammenbringen. Aus vorhandenem 10 mm Messing-Rund-Material könnte ich 1 cm hohe Messinghülsen als Abstandhalter mit etwa 4 mm Wandstärke zu der Achse 6 mm mit radialen Innengewinden für Madenschrauben versehen und so dann die Magnete festklemmen. Notfalls mit 3 Madenschrauben umseitig pro Abstandshülse.

Mann oh Mann, jetzt wird mir klar, was Du mit Arbeits-Aufwand gemeint hast! Ok, das Material dafür ist wenigstens schon da.

Was meintest Du damit - meine Magnete passen für was anderes nicht? Ich hätte da eine Stange mit 19 sehr kleinen Ringmagneten die achsial gepolt sind. Ringdurchmesser AD 10 mm ID 5 mm.

Gruß, Carl
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 22.10.2016 - 20:29 Uhr  ·  #16
Sorry, ich hoffe jetzt wird es nicht allzu verwirrend für Euch. Ich habe unwissentlich eine falsche Angabe gemacht:

Wie gesagt sind die Ringmagnete für das vorliegende Experiment diametral gepolt, was eher selten bei Ringmagneten zu sein scheint. Die meisten haben ihre Polarisierung auf den geraden Flächen. Ich hatte radial gepolte Magnete gewählt um die gegenüberliegenden Pole auf der Rohrseite zu haben.

Ich habe nun versucht, wie stark die gegenseitige Abstoßung sein könnte, wenn ich sie auf einer antimagnetischen 6 mm Welle aufeinander zusammendrücke. Tatsächlich kann ich sie auf dieser provisorischen Welle aus Kunststoff worauf sie genau zentriert sitzen nicht dazu bringen, sich gegeneinander abzustoßen. Sie ziehen sich stark an, ganz egal wie herum ich sie zueinander drehe und vertausche. Was stimmt da nicht? Was nun? Ich hatte im Vorfeld nur vermutet, dass sie sich an den geraden Flächen entweder abstoßen oder anziehen, je nachdem wie herum man sie zueinander auf die Welle steckt. Wirklich geprüft hatte ich das so vorher noch nicht. Was sie dann auf einer VA Stahlwelle tun, konnte ich noch nicht prüfen weil die erst noch besorgt werden muss.

Gruß, Carl
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 23.10.2016 - 10:07 Uhr  ·  #17
Hallo Aloys 6 Ralf,

es wird immer schlimmer, ich bin dabei zu ahnen, dass ich mich erst etwas intensiver mit Magneten auseinander setzen muss bevor ich Euch um Hilfe um Eure wertvollen Tips beim Aufbau meines für mich immer schwieriger werdenden Experiments zu bitten. Ich hoffe, Euch mit meiner Blödheit bisher nicht zu sehr strapaziert zu haben.

Nachdem schon beim Auspacken der Magnetrolle bei der ersten Trennung und Zurücklegen eines Magneten ein Stück vom Chromüberzug abgeplatzt ist, hat sich einer davon durch das Zusammenkrachen der beiden auf der provisorischen 6 mm Plastikachse aufgelöst, zersplittert, nicht mehr zu gebrauchen!

Auch bekomme ich das Gefühl, das Ralf damit, dass die Magnete sich abstoßen müssen den radialen Bereich gemeint hat, wo ich sie linear gepolt aufreihen soll. Das wird bei einem Magnetabstand von 1 cm schon sehr schwer, auch das Fixieren in dieser Position mit Kraftkleber auf der Achse dürfte einigen Aufwand machen, die Magnete für alle Zeiten dort festzukleben wollte ich auch vermeiden um sie ggf. wiederverwenden zu können, nach dem Versuch.

Bliebe in dem Fall ggf. nur die Möglichkeit, den Abstand der Magnete auf der Achse und in der Röhre wesentlich zu vergrößern mindestens soviel, dass sie frei von starken gegenseitigen Magnetfeldern sind. Lang genug wäre die Röhre ja mit 50 cm.

Da Ralf das Modell mit dem Metallschaum-Zylinder im Ölbad vorgeschlagen hatte und das mit hohem Wirkungsgrad und viel weniger Aufwand zu machen wäre, würde ich gerne mehr dazu wissen. Wie werden dort die Magnete eingesetzt? Mir kam der Vorschlag komisch vor, weil unser Threadthema sich um Magnete dreht und ich deshalb vielleicht irrtümlich voraussetzte, dass dort auch Magnete im Spiel sind. Etwas unsinnig kam es mir vor, um ehrlich zu sein, wie sollen Ringmagnete in einen Schaumzylinder hinein?


Wenn das nur über die mechanische Reibung geht, das wäre ja genial!


Im übrigen - ich ambitionierter Dummkopf habe wieder einmal wie schon oft den Fehler gemacht, ein Experiment zu groß und kompliziert anzufangen. Nur um selber mal zu sehen wie ein Rohr mit einem darin rotierenden Magnet warm wird hätte wohl auch ein einziger Ringmagnet gereicht.

Nichts für ungut, ich hoffe, Ihr verzeiht mir!

Gruß, Carl
Ralf B
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 23.10.2016 - 11:36 Uhr  ·  #18
Hallo Carl

Ich hatte eigentlich auch geglaubt, dass mit den Magneten / Magnetismus ist eine "einfache Sache" . Kennen wir ja alle aus Kinderzeiten wie sich Magneten verhalten.
Aber gerade darin liegt der "Fehler"...zu glauben , dass ist doch alles Bekannt eine einfache Sache..."abhaken "!

Demnächst werde ich was Ähnliches bauen, was aber mit deinem Vorhaben nix zu tun hat...

Ein "Wärmegenerator" ist vereinfacht : ein Quirl im Wasser !
Rein mechanisch wird durch "Reibung" das Wasser erwärmt.
Meine Vorschlag mit dem Öl statt Wasser hat nur darauf abgezielt, dass Du in deiner Gartenlaube auch mal Frost hast und das Öl nicht einfriert!
Soweit ich das noch in Erinnerung habe nimmt man statt einem Quirl einen Zylinder aus Metallschaum, weil der effektiver arbeitet. ( besser anläuft..zu Anfang weniger Reibung und die Flüssigkeit durch den "Schaum" geschleudert ( nach außen!) wird und somit mehr Reibung erzeugt bei niedrigeren Drehzahlen .

Alles rein mechanisch... ohne irgendwelchen Schnickschnack...

Wobei man das natürlich auch noch "optimieren " kann ...( z. B. durch einen "Rotor" der den Flüssigkeitsstand steigen lässt oder zirkulieren/ umpumpen [ in einen Heizkörper etc...] ..)

Durch den Flüssigkeitsanstieg könnte man die Leistung drehzahlabhängig steuern/ regeln...!?!
Den "Quirl" könnte man direkt durch Rotor und/ oder mit Übersetzung antreiben ... Stange durchs Dach... gelagert oben Rotor . .... Kann man im Sommer ja wieder schnell abbauen.. In Winter ist keiner, der die Hütte nutzt .....also lass ihn drehen ... ;-)

Das wäre eine schöne Bastelei .....:-)


Gruß Ralf
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 23.10.2016 - 12:28 Uhr  ·  #19
Hallo Ralf,

ja, dann wäre das mit Direktantrieb über Stange auf dem Dach unten mit einer Übersetzung sehr überzeugend. Ein Vertikalrotor dreht ja leider etwas langsam. Bei mir könnte ich wegen der Turbulenzen sowieso nur einen speziell für Turbulenzen unempfindlichen Vertikalrotor einsetzen, also keinen Darrieus. Entweder Savonius oder C-Rotor. Letzterer kann je nach Bauweise zwar durch Lastwechsel besondere Ansprüche an die Stabilität und Statik stellen neigt jedoch bei etwas größerer Bauweise nicht so sehr zu Unwuchten die schon ein mittelschwer gebauter Savonius desaströs aufbauen kann. Danke für den Tip!

Gruß, Carl
Carl
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Re: Mit Magneten Wärme durch Wirbelstrom erzeugen

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Gepostet: 25.10.2016 - 10:04 Uhr  ·  #20
Hallo Aloys,

um nochmal auf die diametral gepolten Ringmagnete zurück zu kommen:

Du hattest mir gesagt, sie müssen linear gepolt auf ihre gemeinsame Drehachse und das hat mich dazu verleitet, zu glauben, dass der Stapel Ringmagnete - (die hängen ja schon, wenn sie geliefert werden fest als Säule zusammengepappt miteinander fest) - so noch nicht linear gepolt sind. Ich hab dann versucht sie gegeneinander zu verdrehen und weil das irre schwer geht, vorgeschlagen, sie in Abständen zueinander auf die Welle zu bringen weil sie sich dann leichter gegeneinander verdrehen lassen.

Inzwischen vermute ich, dass sich die Magnete so wie sie als Säule aufeinander haften polseitig schon von selbst linear ausgerichtet sind.

Zwar halte ich die Lösung von Ralf mit dem Reibungswärmegenerator für besser als das mit Magneten, dennoch möchte ich gerne das Experiment mit diesen wenigstens zu Ende führen bevor ich etwas Neues anfange.

Gruß, Carl
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