Van Kolen naar pellets

[spoorijzer]

Tja, je overvraagt mij nu qua kennis van het werk van Koopmans als mijn scheikundige kennis  . Maar mij staat bij dat een onvolledige verbranding troep oplevert. Als een betere exhaust een betere trek en dus een betere verbranding tot gevolg heeft, dan reduceer je daarmee de uitstoot van SO_x en NO_x en krijg je wel meer CO₂. Dat is het verschil tussen het oorzaak of het gevolg oplossen, ik denk dat de eerste altijd de voorkeur heeft?

Groeten,
Rogier

[Benelux795]

Mijn scheikunde is ook niet zo sterk  Zoals ik het zie: onvolledig levert vooral roet op en onverbrande resten. Dit heeft waarschijnlijk een 1 op 1 verband met CO2: betere (lees: meer) verbranding is meer CO2, maar ook meer energie. Zwavel gaat ook nagenoeg 1:1, dus zwavel in de brandstof wordt SOx. Alleen levert betere verbranding vaak ook hoge temperaturen op, en daarmee meer NOx; dat is de keerzijde van betere verbranding. Maar in het kort:

• CO2 afvangen wordt denk ik onhaalbaar; dat 'compenseer' je, al blijft de vraag of dat lukt met bomen planten.
• een betere verbranding zal een zeker rendement hebben qua uitstoot; rookgassenreiniging ook. Vraag is welke (combinatie hiervan) meest gunstige kosten-baten resultaat heeft

Nou zijn er ook al initiatieven die actief CO2 uit de atmosfeer willen vangen; dan wordt het een kwestie van opgegeven hoeveel je wilt afvangen en factuur betalen. Ook daar de vraag wat het kost en wat er dan met die CO2 gebeurd...

Dat is het verschil tussen het oorzaak of het gevolg oplossen, ik denk dat de eerste altijd de voorkeur heeft?

Volgens mij in een absolute situatie wel, bijv veiligheid. Voor 'ons' geval kan je gewoon afwegen wat qua kosten-baten het meeste oplevert, in combinatie met wat operationeel nog uitvoerbaar is. Dat laatste is meestal ook terug te rekenen naar geld..

[Luit]

Het scheikundige weet ik ook niet meer exact maar wat ik van de dieseltjes heb begrepen is dat ze eerst roet uitstoten wat met een roetfiltertje afgevangen kan worden. Maar om efficienter te w orden werd het gehele spul wat meer gekieteld. Zuiniger inspuit, hogere druk en dus hogere temperaturen opdat alles verbrand. Maar ja de wet van behoud van ellende door die hogere druk en temperatuur ontstaan zwavel en stikstofoxiden de befaamde NxOy en SxOy. Wat betekent dat de roetdeeltjes zijn vervangen door fijnstof. Aan de zwavel kun je wat doen door schonere brandstof maar dat stikstof zit gewoon in de lucht. Eigenlijk zit je pas weer goed als er toch wat roet is wat je kunt afvangen maar dan verbruik je meer energie en is het minder efficient.

[jjg koopmans]

Wat ik via Google tegenkom:

https://www.researchgate.net/publication/343694913_On_the_calculation_of_steam_locomotive_front-ends_with_more_than_one_exhaust_orifice

Maar of dat het verslag is, weet ik niet. Ik dacht dat Dhr Koopmans ook via dit forum te vinden is?

Ik ken zijn betoog niet helemaal, maar volgens mij was er met een exhaust met een grotere oppervlakte (door een meervoudige exhaustmond te maken) veel winst te behalen in de efficiency van de stoomloc. Enige was de lengte van de schoorsteen. Volgens mij zijn er bij de SHM testen gedaan (of rijdt loc 5 daar nog mee rond?).

Ik weet nog dat vele "puristen" het geen positieve oplossing vonden, hoewel dit vaak te realiseren is binnen het huidige uiterlijk. Of dat bij jouw optie mogelijk is, weet ik niet 

Via de rapportage over de hoeveelheid lezers van bovenvermeld artikel werd ik er op gewezen dat een reaktie wel op zijn plaats zou zijn!
Met een meervoudige exhaustmond is een verbetering van de exhaustwerking te verkrijgen. Dat heeft als resultaat dat de oppervlakte van de exhaustmonden vergroot kan worden.
Daarmee wordt de locomotief zuiniger en verbruikt minder kolen en water. Het merkwaardige is dat binnen het wereldje van de stoomliefhebbers daar praktisch niemand aan wil op een paar gunstige uitzonderingen na waaronder de SHM en de WCR in Canada. Die plukken de vruchten!
Het meest merkwaardig is dat het echt geen origineel idee van ene Koopmans is! In elk modern leerboek over stromingsleer staan de stukjes theorie erover uitgebreid beschreven, ik heb het alleen maar aan elkaar geknoopt. Maar in 1913 heeft ene Buckingham een theoretische beschouwing over modellen geschreven. Een van de consequenties was dat als een locschoorsteen+exhaust vervangen zou worden door een aantal schaalmodellen de exhaustwerking nog steeds hetzelfde zou zijn. Laat juist dat al in 1863 door de fransen Nozo en Geoffroy al getest te zijn en te kloppen! Als je dat niet wenst te geloven, prima, dan kunnen meteen windtunnels ook buiten dienst, waarom ze zo bruikbaar zijn heeft Buckingham in hetzelfde verhaak verteld.De foef bij stoomlocs is nu dat die modelschoorsteentjes niet worden gebruikt maar nog steeds de oorspronkelijke tapse schoorsteen die t.o.v. de exhaustmonden een grotere schaal voorsteld en dus relatief langer is. Een tapse schoorsteen is een diffuser en die zijn in 1957 uitgebreid getest door MacDonald en Fox, bij toenemende lengte verbetert de werking.
De Kylchap, Lemaitre, Giesl of Lempor werken allemaal volgens deze principes, de originele ontwerpers hadden helaas de huidige tekstboeken niet tot hun beschikking!
Mvrgr

[Benelux795]

Leuk! Een reactie van de auteur... ! Dan kan ik mijn vraag ook direct stellen; welke efficiency verbetering is te verwachten en belangrijker, is er een (niet?) evenredig verband met de uitstoot van bijv NOx en CO2?


En over de toelichting: wat is precies de meervoudige exhaustmond? De uitblaas van de cilinders in de rookkast, of de schoorsteen zelf? Volgens mij is dat is toch wijdverbreid geweest in Engeland, bij de laatste generatie stoomloks? En onder de Giesl zitten in de rookkast toch ook meerdere openingen..? 

[jjg koopmans]

Meestal zit er onder de schoorsteen maar een (1) mond. Die kan worden opgedeeld in meerdere stuks, die dan in totaal een iets grotere mond oppervlakte opleveren.
In Engeland hebben de A3 en A4 van de LNER meervoudige monden gehad, evenals de diverse Giesls. In principe vallen de diverse dubbele schoorstenen ook onder
dit principe, halve mondoppervlakte, schoorsteen even lang.
Mvrgr

[Benelux795]

Volgens mij heeft british rail veelvuldig loc's voorzien van dubbele schoorstenen..? O.a. ook de King en Castle Class, en veel van de 9F's:

https://www.wikiwand.com/en/Double_chimney

En Oostenrijk dus ook, met de Giesls. Dus om te stellen dat niemand er aan wil..? Of bedoel je ombouwen van museumloks? Dan toch de vraag: wat is de verwachte efficiency verbetering?

[jjg koopmans]

Nee, het ging mij om de museumloks. De besparing is toch 15-20%. Dat betekent wel dat je het 7e exploitatiejaar gratis kolen zou hebben door eerdere besparing.
Dat gooien ze nu steeds weg!

[Benelux795]

Dat hangt er toch helemaal vanaf hoe duur de ombouw is en hoe vaak je rijdt?

En ook benieuwd hoe dit opweegt tegen rookgassenreiniginig.... efficiency laatste zal meer zijn, muv co2; je bespaart niet op verbruik. Investering hiervoor zal ook aanzienlijk zijn, groter dan dubbele exhaust.. 

[jjg koopmans]

Voor de viervoudige exhaust van de GWR King 6023 is rond de 300 pond betaald, dat was toen evenveel als 2 ton kolen.
Bij de SHM is eea in eigen beheer gedaan, ik heb geen idee over de kosten maar ze zijn er zeer tevreden mee.

[Benelux795]

Leuke info! Dank

Ik zie wel aardig wat gietdelen... Dus kan mij voorstellen dat serieproductie kosten drukt, maar dan nog is het geen grote investering.


https://www.6024.com/about/

[spoorijzer]

Wat ik zo snel zie zit de kolenprijs al snel rond de 200 euro per ton.

Die 300 pond zou met huidige koers ongeveer 250 euro zijn, maar gezien inflatie etc is 1:1 misschien logischer (dus 300 euro voor een viervoudige exhaust).

Dan heb je het er inderdaad snel uit ja! Elk 7e jaar "gratis" kunnen stoken. Diverse clubs hebben meerdere locs rijden, dan rijdt er al snel 1 gratis 

[Benelux795]

... gezien inflatie etc is 1:1 misschien logischer (dus 300 euro voor een viervoudige exhaust).

Bij nader inzien: die inflatie is wel heel gunstig! Bedenk dat het ding er in november 1957 op gezet is...
https://www.officialdata.org/uk/inflation/1957?amount=300

"£300 in 1957 is worth £7,707.09 today"

Ik kan mij niet voorstellen dat die kolenprijs hetzelfde heeft gedaan..
https://www.eia.gov/totalenergy/data/annual/showtext.php?t=ptb0709

En als ik het vertaal naar staalprijzen voor enkelstuks gietwerk kan ik mij ook niet voorstellen dat dit anno nu 10-tjes-werk is?

Dus is toch wel prijzig; waar ik eerder zei geen grote investering, is dat denk ik beter te lezen als "vergeleken met rookgassenreiniging" Al haal je daar een beter rendement op je NOx en SOx (als je geen zwavelarme/vrije brandstof gebruikt) en kan je eventueel CO2 afvangen...

[jjg koopmans]

Kennelijk ben ik niet duidelijk geweest. De King 6023 is teruggerestaureerd met een enkele schoorsteen. Ivm voorgenomen hoofdlijnritten moest door een gewijzigd omgrenzingsprofiel de schoorsteen worden verlaagd. Daarna bleek de loc geen stoom meer te kunnen maken. Op mijn aanwijzing is er daarna, in 2015, een nieuwe blaaspijp met viervoudige mond gefabriceerd voor de genoemde 300 pond. Daar heeft de loc mee gereden tot die in 2020 buiten dienst moest ivm een verlopen ketelcertificaat.
De dubbele schoorsteen hierboven is aanwezig op de 6024 sinds de vijftiger jaren.

[Benelux795]

Ah, op die fiets..

Nog wel een vraag, want ik lees op wiki:
"Owing to height restriction rules the locomotive had to be reduced in height to comply with the Network Rail loading gauge (the maximum permitted height for steam engines being 13ft 1in and the original height of the kings being 4 inches over at 13ft 5in). This required the fitment of a cutdown cab and shorter safety valve cover alongside a shorter chimney. The shorter chimney however adversely affected the draughting. A new design of blastpipe with four nozzles was designed and fitted to the engine which after early indications had eliminated the draughting issues on the engine."

Is de verbeterde prestatie dan tov de originele of een verkorte schoorsteen..?