Kühlrohr unter dem Boot, Dimensionen

[Youngtimerfriends]

Hat einer eine Idee welche Dimensionen ein Kühlrohr unter dem Boot haben sollte, Motorisierung VW 2,5 TDI 140 PS. Ich habe vor ein VA2 Rohr 1mm mal ca 1". Wie lang muss es sein, es hängt ja auch noch der Ladeluftkühler und das Abgasrohr dran.

[Flybridge]

Da das Wasser ja mit einer bestimmten Temperatur aus dem Kühlrohr kommen sollte; man diese aber nicht so einfach berechnen kann, würde ich das Rohr so lang wie möglich machen und ein Thermostat am Eintritt installieren. So sollte der Kreislauf immer die ideale Temperatur haben.

Hängt ja auch von der Wssertemperatur ab.

Ich würde es so lang wie möglich bauen.

[Youngtimerfriends]

ja das ist ein guter Tipp, nur leider kann ich nicht mein Boot mit einen 1" Rohr einwickeln Laut Wikipedia hat ein Guter Diesel eine Energie nutzen von 50% dann noch den Reibungsverlust bleibt vielleicht 30-40 % Abwärme, also bei einen Verbrauch von 10l muss ich die Abwärme von 3-4 l Diesel pro Std. in den Kühlrohr abführen..... das ist nicht fiel, denk ich.
Hat jemand Erfahrung mit einer geschlossenen Einkreis Kühlung bei einen TDI?

[ghaffy]

Die "Faustregelempfehlung" ist etwa 2,3 dm² Kühlfläche pro Motor-kW.
Die Abgasanlage ist selbstverständlich nicht gekühlt, sondern eine trockene.

Wenn ich mich bei der Überschlagsrechnung nun nicht um eine 10er-Potenz verrechnet habe, kommen da grob 25 m 1-Zoll-Rohr zusammen.

Wieso und warum kann man hier nachlesen: http://www.fortgeblasen.at/material/...elkuehlung.pdf

Würde dir bei diesem Vorhaben auch eher dazu Raten die Dimensionen anzuheben, auf eher 2 1/2 ", wenn nicht sogar mehr.

Ebenso bin ich mir nicht sicher, ob V2A der geeignete Werkstoff ist.

Wenn du einen Stahlrumpf hast, wovon ich nun mal ausgehe, würde ich das Kühlrohr ebenfalls in Stahl fertigen.Da hast du dann auch andere Wandstärken.

1mm wäre UW zu gering.

Gruß Daniel

[Dicke Lippe]

Zitat von ghaffy

...
Die Abgasanlage ist selbstverständlich nicht gekühlt, sondern eine trockene.
...

Ich nehme an sein Krümmer ist dennoch gekühlt.

[45meilen]

In meinen Augen falsch.
Wie oben von Micha schon erwähnt würde ich das immer über einen Thermostaten schalten
Zweitens denke ich das erstens V2A der falsche Werkstoff dafür ist ( Bronze wäre wegen dem Wärmeübergang deutlich vorteilhafter ) und zweitens 1 mm viel zu dünn ist

Ich hatte mal ein Boot mit Kielkühlung. Es war ein OM 636 verbaut ( 40 PS ) dort waren auf jeder Seite am Rumpf ca 7 - 8 m Kühlschlagen angebracht. Diese waren aus Bronze und hatten einen ca Durchmesser von 1 "

[ghaffy]

Zitat von 45meilen

In meinen Augen falsch.
...Es war ein OM 636 verbaut ( 40 PS ) dort waren auf jeder Seite am Rumpf ca 7 - 8 m Kühlschlagen angebracht. Diese waren aus Bronze und hatten einen ca Durchmesser von 1 "

Naja, das kommt ja ganz gut hin:

Der einfachen Kopfrechnung halber:
40 PS ~ 30 kW ~ 16 m Kühlrohr plus Anstrich
140 kW ~ 25 m Kühlrohr 1" ohne Anstrich usw.
Nehme aber an, dass dein Boot einen trockenen Auspuff hatte.

Zum Kopfrechnen: Gut 2/3 des verbrannten Diesels machen nur Wärme.
Die Hälfte davon kommt beim Auspuss raus, die andere Hälfte geht ins Kühlwasser.

Bei einem spez. Verbrauch von rund 200 g Diesel pro kW und Stunde schnupft der 140 kW-Motor rund 28 kg Diesel bei Volllast pro Stunde (und die Kühlung wird man ja tunlichst auf Volllast auslegen). Das sind rund 33 Liter bei Volllast (die vom TE angenommen 10 Liter beziehen sich ja auf Marschfahrt).

Diesel hat einen Brennwert von 45 MJ/kg.
Diese "Dieselheizung" muss daher bei Volllast ~ 350 kW Brennwert umsetzen.

2 Drittel davon sind Wärme, der Rest ist Bewegung.
Zum Vergleich: Meine Einfamilienhaus-Heizung mit 15 Heizkörper oder so kann 16 kW inkl. Warmwasseraufbereitung.

Die 2,3 dm² pro Motor-kW Kühloberfläche halte ich daher für eine vernünftige Regel.
Materialfragen mal außen vor gelassen. Thermostat ist ja irgendwie klar, sonst kommt das Ding ja nicht auf Temperatur. Außerdem ist das beim Golfmotor schon dabei.

Wie eine Auspuffkühlung aussehen kann, die mit einem geschlossenen Kühlsystem arbeitet, kann ich mir grad nicht vorstellen.

Müsste man dann die Kühloberfläche mal 2 rechnen, weil die Abgase von der gesamten Abfallwärme grob 50% ausmachen.

Oder wo ist da der konzeptionelle Fehler?

EDIT:
Hab's grad nachgerechnet. Bei 140 kW sollten es tatsächlich gut 40 m Kühlrohr in 1" sein. Fehler bei mir. Passt auch viel besser zu den 16 m bei deinem 40 PS Diesel.

[markri]

Moin Moin Andreas!

Einen trockenen Auspuff kühlt man zunächst durch Einbinden des Krümmers in den "Normalen" Kühlkreislauf und dann durch Verlegen des Auspuffrohrs nach Außenbords bis kurz vor dem Ende wo er wieder über Wasseroberfläche geführt wird.

Schöne Grüße von der sonnigen Ostsee
Martin

[ghaffy]

Dass der Krümmer in das Kühlsystem eingebunden ist, war mir klar:
http://www.boote-forum.de/attachment...2&d=1379445147

Dass aber die (innen trockene) Auspuffleitung durchs Wasser geführt wird, kannte ich bisher nicht.
Danke.

[schimi]

Zitat von ghaffy

Dass aber die (innen trockene) Auspuffleitung durchs Wasser geführt wird, kannte ich bisher nicht.

Wir haben einen trocknen Auspuff und bei uns ist das nicht so.

[45meilen]

Es ist ja nun das einfachste den Abgasstrang mittels einer kleinen Impellerpumpe zu einem nassen Auspuff zu machen

Wenn man will kann man sogar am Anfang noch nen WT dazwischen schalten

[schimi]

Zitat von 45meilen

Es ist ja nun das einfachste den Abgasstrang mittels einer kleinen Impellerpumpe zu einem nassen Auspuff zu machen

Das will doch jemand, der einen trocknen Auspuff fährt gerade nicht haben.

[Youngtimerfriends]

Vielen Dank Andreas für den Link, laut der Tabelle benötigt ein 140 PS TDI Motor eine Kühlschlange von 310 cm bei einen Durchmesser von 28mm.
Ein V2a Rohr hat den Vorteil das es nicht Lackiert werden muss, Farbe dämmt Oberflächen.
Noch einen Tipp für Turbo getriebene Motoren, man sollte darauf verzichten den Krümmer und Turbo Wasser zu Kühlen, die Abgasse fangen an zu russen und verunreinigen den Turbo.

Wenn du aber eine schwarz weiß Verbindung schweißen möchtest ( gehe mal davon aus, dass die Rumpfverbindung geschweißt werden soll ) solltest du zumindest die Schweißstellen mit einem anständigen Farbaufbau schützen.


Gruß Daniel

[Youngtimerfriends]

Nein ich habe einen GFK Rumpf, der Kühlstrang wert separat von außen am Rumpf befestigt, mit einer VA Abschlussplatte, gleich mit Rohrdurchführung.
Der Krümmer und Turbo wert mit einen Gehäuse abgetrennt und mit einen Gebläse gekühlt der Rest von den Auspuff mit einen Zweikammerrohr gekühlt.
Man darf die Abgasstemperatur bei eine TDI nicht unterschätzen, zb. ein Saugdiesel in eine großen Stahlrumpf brauch man nicht mal eine krümmerkühlung.
PS: nichts geht über eine gute Erfahrung... aus dem Grund heraus fragte ich in die Runde

Dann ist`s mit dem Materialmix natürlich kein Problem, 1mm Wandung wäre mir persönlich allerdings immernoch ein bissi wenig...

[Mork]

Zitat von Youngtimerfriends

ja das ist ein guter Tipp, nur leider kann ich nicht mein Boot mit einen 1" Rohr einwickeln Laut Wikipedia hat ein Guter Diesel eine Energie nutzen von 50% dann noch den Reibungsverlust bleibt vielleicht 30-40 % Abwärme, also bei einen Verbrauch von 10l muss ich die Abwärme von 3-4 l Diesel pro Std. in den Kühlrohr abführen..... das ist nicht fiel, denk ich.

Das ist Quark, von jeder Richtung aus betrachtet

Tatsächlich gibt es sehr gute Experimentalmotoren mit Wirkungsgraden sogar leicht über 50%, der VW-TDI jedoch gehört da ganz bestimmt nicht dazu -
der hat einen zwar immer noch sehr guten, aber trotzdem gut 20% niedrigeren Wirkungsgrad von unter 40% am idealen Betriebspunkt, bei normalem
Betrieb (wechselnde Drehzahlen und Lasten) eher bei 35% - der komplette Rest geht als Abwärme verloren, davon etwa ein Drittel über das Abgas und
2/3 als Abwärme - Abstrahlung und Kühlwasser.

Unter dem Strich bedeutet das, dass Du nachdem Du 10 Liter verbrannt hast dieEnergie von rund 6,5l Diesel als Wärme abführen musstest, davon wiede-
rum sind etwa 2l durch den Auspuff schon weg.

Nachdem Energieberechnungen aber immer ganz schwierig in Litern auszudrücken sind nehmen wir doch die Einheit, die dafür da ist: Joule.

In diesem ganz speziellen Fall, wir reden ja von einem Motor, ist eine andere Einheit aber griffiger - ein Joule ist ja definiert als die Leistung von einem
Watt in der Zeitspanne von einer Sekunde, als 1J=1Ws

Höre ich nun Wattsekunde ist der Schritt zu Kilowattstunde, kWh, also nicht mehr weit: 3600 kJ entspricht haargenau einer Kilowattstunde.

Nun korrigieren wir noch Andreas' Megajouleangabe:
Diese ist zwar vollkommen richtig, nur hier leider nicht brauchbar, da ein Motor nun mal nicht den Brennwert, sondern lediglich den Heizwert ausnutzt.
Dieser liegt für "Normdiesel" bei 42,5MJ/kg Diesel, da wir aber Liter tanken ist der Wert pro "Normliter" ebenfalls griffiger: 35,3MJ/l oder eben 9,8kwh/l.

Nun wird es wirklich einfach:
Unter Betrachtung der 35% Wirkungsgrad wirst Du nach einer Stunde Betrieb je nach Betrieb eine fixe Menge Abwärme erzeugt haben.
Gehen wir davon aus, dass Du diese Stunde 20min herumtuckerst (aus dem Hafen raus, Ablegemanöver, Maschine warmfahren, also 10kw brauchst), dann
20min die Bucht querst mit guter Verdrängerfahrt und dafür 25kw benötigst und das letzte Drittel der Stunde draußen bei Hebel auf dem Tisch 100kw an-
liegen hast.

Dann sieht die Rechnung folgendermaßen aus:
(10kw x 0,33h : 9,8 kwh/l : 0,35) + (20kw x 0,33h : 9,8kwh/l : 0,35) + (100kw x 0,33h : 9,8kwh/l : 0,35) = 1 + 2 + 10 = 13 Liter.

Nach einer Stunde gemischter Fahrweise wie beschrieben hast DU also 13 Liter Diesel verbraten.

Dieser Wert bringt Dir für Deine Auslegung aber immer noch nichts - die Wärme, die in den 20min Herumgeballere entsteht, die will ja auch in diesen 20min
weg sein.

Als beschränken wir uns auf die Maximalleistung, bei der der Wirkungsgrad meist nochmals nach unten geht - lassen wir aber hier beiseite.

Also: 140PS = 103kw

103kw x 1h :9,8kwh/l :0,35 = 30 Liter.

Die werden auch dann nach einer Stunde weg sein wenn Du es Dir jetzt nicht vorstellen kannst

Aber, und das ist das Wichtige: All das ist zur Auslegung der notwendigen "Kühlleistung" gar nicht notwendig.

Dein Motor produziert 103kw, jede Sekunde, jede Stunde.
In dem Moment in welchem er diese Leistung abliefert hast Du also einen Heizblock mit der Leistung von 67kw da unten stehen - um rund ein Drittel davon
musst Du Dir hier keine Gedanken machen, die verschwinden mit dem Abgas, 22kw sind also schon mal entsorgt.

Bleiben 45kw zzgl. Puffer.

Ich würde nicht unter 60kw Wärmetauscherleistung gehen, ob Du die nun durch ein Rohr, ein Rohrbündel oder ein Plattenpack erreichst ist erstmal egal -
beachte bitte auch dringend, dass kaltes Elbwasser im November natürlich viel besser kühlt als pisswarmes Miitelmeerwasser im Juli - auch hier musst Du
ein Augenmerk drauf haben.

Davon ab: 60kw Wärmetauscherleistung ist nicht viel, das sind recht kleine Einheiten, nur eben als glattes Einzelrohr nicht.

Wieso packst Du Dir nicht ein nettes Rohrbündel irgendwohin und lässt das die Kühlaufgabe übernehmen?

[Dicke Lippe]

Zitat von Mork

...

Aber, und das ist das Wichtige: All das ist zur Auslegung der notwendigen "Kühlleistung" gar nicht notwendig.
...

Cool, 2 Din A4 Seiten gerechnet und dann das...

Und dann die Empfehlung, es sein zu lassen und einen Std.WT zu nehmen.

You made my day!

[rudi ratlos]

Zitat von Dicke Lippe

Cool, 2 Din A4 Seiten gerechnet und dann das...

Und dann die Empfehlung, es sein zu lassen und einen Std.WT zu nehmen.

You made my day!

In Bayern ist eben alles anders.

[Libertad]

Die Rechnung ist nachvollziehbar (wenn auch etwas langatmig) und, kurz überflogen, auch soweit richtig.
Das Problem beginnt nun aber mit der Auslegung des Rohres außen am Rumpf. Der Wärmeübertragungswert der unterschiedlichen Materialien ist bekannt und somit wäre die nötige Fläche theoretisch leicht zu berechnen.
Nun kommt aber das Problem, daß die Strömung an den Rohren nicht laminar sein wird, sondern abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit ist. Das wiederum hat Einfluß auf den Wärmeübergang, genauso wie ein Belag auf den Rohren, egal ob Kalkbeläge, anhaftender Schmutz oder Biomasse (Bewuchs). Aber auch der Durchmesser der Rohre und die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers im Rohr spielt eine Rolle. Deshalb ist hier praktische Erfahrung mit dieser Art Kühlung erforderlich.
Vielleicht kann ja mal der eine oder andere hier im Forum, der diese Art Kühlung an seinem Boot hat, mal Maschinenleistung und Maße der Kühlrohre nennen. Da wäre die erforderliche Größenordnung schon mal einschätzbar.

[Mork]

Zitat von Dicke Lippe

Cool, 2 Din A4 Seiten gerechnet und dann das...

Und dann die Empfehlung, es sein zu lassen und einen Std.WT zu nehmen.

You made my day!

Na klar.
Wenn ich schreib' "haltloses Geblubber" oder "Das ist falsch, so geht's nicht", dann kommen auch nur wieder die Nörgler unter ihrem
Stein hervorgekrochen und jammern.
Außerdem soll der Adressat auch etwas anfangen können damit, da dieses Gebiet scheinbar kaum zu seinem täglichen Aufgabenwerk
gehört eben etwas ausführlicher.

Zitat von rudi ratlos

In Bayern ist eben alles anders.

Richtig. Bei uns wird Bier in richtigen Gläsern ausgeschenkt und es funktioniert alles so wie es soll. So.

[hermann.l]

Da ich mich für's Rechnen nicht so sehr interessiere , hier mal zum Vergleich
meine Daten : von 1967 bis 2007 war ein OM 352 mit ca. 100 Ps im Boot.
Kielkührohr 1 1/2 Zoll und 9 m lang. War Schwarzes dickwand Siederohr.
Rumfdurchführung mit Gewindeflansch. Wurde von mir ca. Alle 6 Jahre
erneuert. Sicherheitshalber. Kühlung war 100 % ig ok.
Krümmer wassegekühlt mit eigener Kreiselpumpe deren zweite Kammer
war die dauerhaft mitlaufende Lenzpumpe. Holzkutter !!!!!
Auspuff war und ist nach wie vor trocken.
Nach Motortausch auf den OM 602 keine Kielkührohre mehr sondern
Kombikühler. War beim Umbau weniger Arbeit.
Dennoch ist Kielkührohr im Wattenmeer besser. Das war auch 25 Jahre lang
mein Hauptrevier.
Gruss
Hermann

[klastey]

Hier mal meine Daten,
Boot Verdränger mit Dosenkiel 7,8m
Motor 42PS Peugeot Indenor
Krümmer Wassergekühlt, Auspuff trocken.
Als Kielkühlung diente ein Bronze Kühler mit Rippen 50cm lang, 30cm Hoch und 5 cm dick. Durch Wasserpumpe angetrieben..

War zu jeder Zeit auch bei hohen Wassertemperaturen und Volllast ausreichend.

[Mork]

Servus Herrmann,

nehme ich Deine Daten komme ich auf eine Kühlfläche von rund 11.300cm³ (1 1/2 Zoll = 1,5 x 2,54cm = 3,81cm Durchmesser, + "Dickwand",
im Mittel also 4cm Durchmesser.
4 x Pi = 12,56cm Umfang x Länge 900cm = 11.300cm² Oberfläche - für 100 PS (74kw) Maximalleistung.

Diese Kühlfläche nun umgerechnet auf 1 Zoll mit 1mm Wandstärke gibt schon eine benötigte Länge von gut 14m:
Zölliges Rohr + 1mm Wandung = 2,56cm x Pi = 8,04cm Umfang.
11.300cm² : 8,04cm = 1.405cm Länge.

Nun reden wir nicht von 74kw sondern von 103kw, also diese 14m noch um den Faktor 1,4 verlängert ergibt eine Länge von 19,6m, also rund
20m Kühlrohr.

Ist ganz schön was