Topfform

[suw]

Was ist besser, ein hoher oder ein breiter Topf?

[AlphaRay]

Der einzige Unterschied der mit auffällt (früher breit und niedrig, heute schmal und hoch), dass der Windschutz kleiner ist bei einem schmaleren Topf   Der Hohe Topf hat zudem vorteile, wenn komplett gefüllt + Windschutz bis zum Rand geht = mehr Fläche.
Die Flammen am Boden gehen fast nie von der Topfmitte aus - vor allem nicht bei Gas+Spiritus - wodurch sich die größere Bodenfläche nicht auswirkt.
Hier liegen die Flammen eher Außen an. Hier hat der Hohe Topf den Vorteil, dass z.B. bei einer doppelt so großen Höhe die Flammen ja die doppelte Fläche aufheizen bzw. länger. beim breiten Topf ist eine Tick größere Fläche am Boden vorhanden. Die Seiten werden hier allerdings nur halb so lang von der aufsteigenden Hitze bestrahlt, da nur halb so hoch. Gehe hier von aus, dass der breite topf doppelt so breit+halb so groß ist wie der hohe/schmale Topf.

Meine Meinung..

Bearbeitet 9. November 2016 von AlphaRay

[micha90]

Vom Gewicht her ist ein Gefäß optimal, wenn der Bodendurchmesser und die Höhe etwa gleich sind. Da braucht man am wenigsten Material pro Volumen.
Ansonsten ist es natürlich abhängig welchen Kocher du verwendest: Bei einem Spirituskocher ist ein etwas breiterer Topf auf jeden Fall sinnvoll, weil das Flammenbild in der Regel auch breit ist (ansonsten ziehen die Flammen nur an den Seiten vorbei, ohne am Boden viel zu erhitzen). Nutzt du Gas reicht ein schmalerer Topf sicher auch.

schöne Grüße
Micha

[AlphaRay]

vor 1 Minute schrieb micha90:

 Bei einem Spirituskocher ist ein etwas breiterer Topf auf jeden Fall sinnvoll, weil das Flammenbild in der Regel auch breit ist (ansonsten ziehen die Flammen nur an den Seiten vorbei, ohne am Boden viel zu erhitzen).

 

An sich genau umgekehrt - der Topfinhalt (wenn gut gefüllt) hat an den Seiten eine viel höhere Kontaktfläche als am Boden   Dafür muss aber der Windschutz bis über den Topfrand hinaus gehen, damit die Hitze auch an die Wände kommt. Ein Topf erhitzt den Inhalt nicht nur über den Boden. Hier am wenigsten, da nur Spitze flammen erst ab der Topfbodenmitte erhitzen, was seltener mal bei Gas anzutreffen ist.

[micha90]

@AlphaRay wieder was gelernt

[AlphaRay]

Ich verkürze die Kochzeiten um gut die Hälfte beim Alu-Wasserkessel, wenn ich den Winschutz (Alufolie) sogar oberhalb fast komplett zu mache. Es schaut nur der Henkel durch einen kleinen Spalt raus, wo die Hitze als einziges entweichen kann. D.h. die Hitze geht am kompletten Kessel + staut sich oberhalb beim Deckel. Der Unterschied ist enorm     Beim Topf geht der Windschutz oberhalb der Wände bis 1-2 cm darüber. Der selbe Effekt wie beim Kessel - großer Unterschied in der Kochzeit, als wenn dieser nur bis Topfmitte oder untere Kante geht.

Habs eben mal schnell skizziert, wie ich das meine (rot = hitze, grau = Windschutz):
 

[paddelpaul]

vor 2 Stunden schrieb AlphaRay:

Die Flammen am Boden gehen fast nie von der Topfmitte aus - vor allem nicht bei Gas+Spiritus - wodurch sich die größere Bodenfläche nicht auswirkt.
Hier liegen die Flammen eher Außen an. Hier hat der Hohe Topf den Vorteil, dass z.B. bei einer doppelt so großen Höhe die Flammen ja die doppelte Fläche aufheizen bzw. länger. beim breiten Topf ist eine Tick größere Fläche am Boden vorhanden. Die Seiten werden hier allerdings nur halb so lang von der aufsteigenden Hitze bestrahlt, da nur halb so hoch. Gehe hier von aus, dass der breite topf doppelt so breit+halb so groß ist wie der hohe/schmale Topf.

Meine Meinung..

Oje, wo fang ich an? Am besten am Anfang: Ich hab am 9.3.mal nen Test mit nem Fühlerthermometer gepostet, am Topfboden über 300°C, in 10 cm Höhe (Topfrand?) 137°C.

Die Fläche des hohen Topfes ist also grösser, die Temperatur an der hohen Seitenwand aber signifikant niedriger!

Ich hab mal 3 Töpfe mit ca. 1 Liter durch den Online-Rechner gejagt http://zylinder.wikina.de/

1. Höhe 11, Durchmesser 11: Mantel 380 qcm, Boden 95 qcm, gesamt 475 qcm;

2. Höhe 16, Durchmesser 9 : Mantel 452 qcm, Boden 64 qcm, gesamt 516 qcm;

3.Höhe 7, Durchmesser 13,5: Mantel 296 qcm, Boden 143qcm, gesamt 439 qcm.

Man sieht, dass die den 300+°C ausgesetzte Fläche beim flachen Topf mehr als doppelt so gross ist wie beim hohen, während die Gesamtfläche des hohen nicht mal 20% grösser ist als beim flachen und sich zudem der höhere Bereich natürlich in der schon stark erkalteten Abluft befindet.

Dass die Flamme nicht in der Topfmitte aufschlägt ist schnuppe, es handelt sich schliesslich um leitendes Material; der Flammenring leitet die Hitze also auch in die Bodenmitte, mit vielleicht minimalsten Verlusten.

 

Bearbeitet 9. November 2016 von paddelpaul

[AlphaRay]

Du schreibst doch:  Boden über 100° und Rand 137° - wieso ist die Temperatur an der Seitenwand "signifikant niedriger"?  Ist das auch mti Windschutz getestet?

Von dem Boden kommen ja noch mal die Mitte ab, wo keine Flamme einwirkt. Wären bei dem 9x16 cm Topf 64 vs 452 cm² abzüglich vielleicht die Hälfte beim Boden = Fläche Wand gut das 12-fache des Bodens...auch wenn die Temperatur nur 100° an Wänder + die 137° Grad am Boden gemeint waren, habe ich einiges mehr an Wärmegewinn durch die Wände als durch den Boden. Oder habe ich dich falsch vestanden?

[paddelpaul]

Shit vertippt; sollte 300°c sein, weiter geht mein Thermometer nicht.

Nee, ohne Windschutz, aber in der unbewegten Schutzatmosphäre meiner Küche...

Bearbeitet 9. November 2016 von paddelpaul

[AlphaRay]

Ich hoffe mein IR-Thermometer ist mitgekommen..der geht glaube bis 600. Damit könnte ich mal vor allem den Topfboden an mehreren Stellen ausmessen.

Temperatur der Seiten mit oder ohne Windschutz?  Darfst hier auch nicht vergessen -> es verteilen sich 300° von einer Fläche auf 100° der 6-8-fachen Fläche, was eine höheren Energiemenge entspricht...!  Mehr Grad hat es ja nur auf einer winzigen Fläche

Hier:
http://www.preis-ing.de/index.php/de/extras/alle-berechnungen/berechnung-der-abstrahlbaren-leistung-pro-flaeche

2. Höhe 16, Durchmesser 9 : Mantel 452 qcm, Boden 64 qcm, gesamt 516 qcm;

64 zu 516 = Faktor 8.

Testeingabe: 
100x100 für Boden bei 300 °C
100x800 für Wände bei 130 °C

Boden = 51 W
Wände = 75,5 W

Bei einer Temperatur von 355° C am Boden (am kompletten Boden) hätte der Boden die selbe Leistung wie an der 8-fachen Fläche der Außenwand bei 130° C.  Da die Flammen eher am Rand des Bodens auftreffen und man hier von der Hälfte der Fläche ausgehen kann, hat die Wand auf jeden Fall mehr Gewichtung als der Boden. Allerdings halt auch nur, wenn komplett mit etwas Abstand vom geschlossenen Windschutz umgeben - hier ist die Temperatur auch noch etwas Größer, denke ich, da nicht nur die direkte Hitze von unten am Rand entlang "kriecht", sondern vom Windschutz zusätzlich reflektiert wird (Alu glänzend = ~90% Reflexion).

Bearbeitet 9. November 2016 von AlphaRay

[AlphaRay]

vor 14 Minuten schrieb paddelpaul:

Shit vertippt; sollte 300°c sein, weiter geht mein Thermometer nicht.

Nee, ohne Windschutz, aber in der unbewegten Schutzatmosphäre meiner Küche...

Dazu hatte ich auch schon mal was gepostet. Simulation bei Windstille:
,

Bearbeitet 9. November 2016 von AlphaRay

[paddelpaul]

Wieso winzig? 9 cm Topfwand beim hohen, nämlich alles oberhalb von 7 cm liegen komplett im kälteren Bereich als beim flachen.

Das ist fast die Hälfte der Gesamtfläche des hohen Topfes, nämlich 254 qcm.

Bearbeitet 9. November 2016 von paddelpaul

[Roroman]

vor 44 Minuten schrieb AlphaRay:

Dazu hatte ich auch schon mal was gepostet. Simulation bei Windstille:

Hammer! CFD in UL . Was ist das für Software?

[baeckus]

Hallo!
Fernab all eurer theorethischen Gedankengänge, hier  ein wenig Erfahrung eines Kochs, der beruflich am liebsten auf Gas kocht.
Je besser der Topfboden zur Flammengröße passt, umso schneller erhitzt sich der Inhalt.
Ein zu hoher Topf hat immer Wärmeverluste im oberen Berich, ein zu flacher verliert Wärme durch zuviel Oberfläche des Kochgutes - auch mit Deckel, dennn der gibt auch Wärme ab.
Was die komplett Ummantelung durch einen Windschutz/Wärmerückhalter anbelangt, so ist dies ein sehr großer Faktor.
Ich weiß nicht ob ihr den Feldkochherd M37 kennt - nicht gerade ultraleicht, aber einfach genial.
Ich habe auf dem Gerät in meiner Bundeswehrzeit so manches Süppchen gekocht, geschmort, gebraten und sogar Kuchen gebacken......... und habe einen habe ich noch heute bei mir in der Küche stehen, wenns mal mehr Portionen sein sollen.
Ohne genaue Zahlen angeben zu können, gehe ich davon aus , das ein Topf, der etwas höher ist als breit, bei den meisten Kochern, das Optimum darstellt.
Bei einem breit abstrahlenden Spirituskocher wie z.B. dem von Evernew sollte er etwas höher sein, beim sehr punktuell abstrahlenden Minigaskochern sollte  er niedriger sein.
Ciao baeckus

Bearbeitet 9. November 2016 von baeckus

[AlphaRay]

vor 17 Minuten schrieb Roroman:

Hammer! CFD in UL . Was ist das für Software?

http://energy.concord.org/energy2d/

Die Software kann u.a. Strahlungswärme, Konvektion, Windeinfluss, Wärmeübergang usw. simulieren     Einfach mal auch Videos anschauen. Software ist auf Java-Basis und jeede Menge Beispiele dabei.

 

@paddelpaul:  bin jetzt von dem hohen Topf ausgegangen. 64 zu 452 cm².

Bearbeitet 9. November 2016 von AlphaRay

[paddelpaul]

vor einer Stunde schrieb AlphaRay:

64 zu 516 = Faktor 8.

Testeingabe: 
100x100 für Boden bei 300 °C
100x800 für Wände bei 130 °C

hmmm, ich bin jetzt nicht der Übermathematiker, aber die Wände sind doch nur 452 und nicht 516? bei 516 ist doch der Boden mit drin, die Fläche hättest Du so ja 2 x.

Kram mal Dein Superthermometer raus, dann sehen wir weiter; jedenfalls, die Bodenfläche einfach zu halbieren ist m.M.n. Quatsch.

[AlphaRay]

Ups..ja. 452 ist ja nur die außenfläche. Ist dann halt Faktor 7 und nicht 8, wo dann trotzdem der Gesamte Boden > 300° haben müsste.

Habe auf dem Handy zwei Fotos von vorletztem WE drauf, wo ich paar dosenkocher gebastelt habe. Das hier ist ein Toaks Bowl mit 380? ml.  100x50 mm - der tolle, große Boden bekommt die Flammen hier quasi nur an der unteren Kante ab. Hier bringt die Wandfläche trotz der niedrigen Höhe trotzdem das meiste ein.

Fläche bei 10 cm = 78.54 cm²

Fläche der gar nicht angestrahlten Fläche ca. 5 cm = 19,6 cm². Zwischen dem aufliegendem Dosenrand und dem Flammenrand sinds aber auch noch gut 1-2 cm, welche nicht direkt von der Flamme angestrahlt werden.
Mantelfläche Seitenwand = 157 cm² und somit mehr als das dreifache des Bodens.

[Paul]

vor 4 Stunden schrieb suw:

Was ist besser, ein hoher oder ein breiter Topf?

Er muss möglichst breit sein damit:

- er nicht umkippt.

- er ein gutes Verhältnis von Volumen/Gewicht hat. (Da gibt es eine Grenze und den exakten Wert hat man eigentlich mal zur Schulzeit ausgerechnet. Klassische Extremwertaufgabe. Diese Grenze liegt aber außerhalb des praktischen Bereichs.)

- er leicht zu reinigen ist.

- man leicht an sein essen kommt.

- eine Gaskartusche (Oder anderes Material) von der Breite her passt.

 

Er muss möglichst hoch sein damit:

- es nicht so schnell überschwappt und man nicht so schnell etwas verschüttet.

- eine Gaskartusche (Oder anderes Material) von der Höhe her passt.

 

Die Heizkostenrechnung dürfte bei freier Wahl des Kochers zu Gunsten des breiten Topfs ausgehen. Der Wärmeaustausch am Boden ist wesentlich größer und die Verluste obenrum sind wesentlich höher. (Extreme Bauformen nicht beachtet.)

[ALF]

Ich habe ja auch schon einiges an Spirituskochern und Windschutz-Konstruktionen in der Wohnung mit Messungen getestet und draußen ausprobiert. Topfformen habe ich nicht systematisch verglichen und waren nur wenig unterschiedlich. An Kochern habe ich nur welche mit extra Topfständer getestet, wo also die Flamme an der ganzen Topf-Bodenfläche ansteht.

Bei meinen Daten hat der Windschutz mit Abstand zum Topf 5mm bis 15mm und Höhe etwa bis halbe Topfhöhe in der Wohnung im Durchschnitt etwa 5% Spiritus eingespart, bei einzelnen Messungen aber auch einen Mehrverbrauch gehabt. Im Freien habe ich nicht gemessen, aber nach meiner Erfahrung lohnt sich da ein Windschutz deutlicher, vor allem bei Wind und im Winter. Sparsamer (und langsamer) sind Kocher, wo die Flamme überwiegend am Topfboden bleibt, also nicht an der Seite hochzüngelt. Schneller sind Kocher, wo die Flamme hochzüngelt.

Wenn man lange unterwegs ist, könnte es sich lohnen, Windschutz und Deckel mit Carbonfilz zu isolieren oder gleich einen Carbonfilz Windschutz zu nehmen, weil der Deckel und ein Windschutz aus Metall, ja auch Wärme nach außen leiten. Einen hohen Windschutz muss man aber auch irgendwie transportieren und so installieren, dass er nicht zu viel Wärme ableitet.

Meine Konsequenzen:
Ich bevorzuge Töpfe, die etwa so hoch wie breit sind und dadurch fürs Volumen am leichtesten.
Den Windschutz transportiere ich außen um den Topf, so dass er aufgebaut etwa bis auf halbe Topfhöhe geht.
Ich bezweifle, dass ein höherer Topf mit höherem Windschutz das zusätzliche Gewicht und die zusätzlichen Umstände rechtfertigen.

Aber produziert mal Messergebnisse!

[paddelpaul]

Wenn man natürlich Kocher baut, die vorsätzlich, böswillig und heimtückisch die Kocherflamme am Topf vorbeileiten, kann der arme Topf ja nix dafür! Dennoch wird auch dort die Hitze auf den Rest des Bodens weiterverteilt, wenn auch mit grösseren Verlusten als bei nem üblichen Gaskocher.

BTW, der TO hat ja keinen Kocher vorgegeben, insofern sind der Spekulation Tür und Tor geöffnet; wurde ja auch schon ausreichend auf die Abhängigkeit der idealen Topfform vom Flammenbild verwiesen

[Paul]

vor 4 Minuten schrieb paddelpaul:

Wenn man natürlich Kocher baut, die vorsätzlich, böswillig und heimtückisch die Kocherflamme am Topf vorbeileiten, kann der arme Topf ja nix dafür!

Doch, der müsste dann nämlich noch breiter sein 

[AlphaRay]

Spiritus + Hobo haben breite flammen..aber auch manche Gaskocher. Gas nutzen hier die wenigsten. Gefühlt 90% Spirituskocher im Forum   Klar verteilt sich die Wärme - aber da wo die Flamme sichtbar ist natürlich die Hitze am stärksten - und die geht meistens an den Rand des Bodens und nicht seine Mitte. Wird das via Windschutz an den Wänden gehalten, hat man ne Menge Zusatzhitze eingebracht.

[ALF]

Wenn man am schnellsten und sparsamsten Wasser kochen wollte, würde man eine unten 2 bis 3mm offene außen wärmeisolierte Glocke über den Topf stülpen, die nur oben in der Mitte einen Abzug hat. Und da hätte ein höherer Topf ein schnelleres Kochen zur Folge.

Wenn man beliebig viel in den Windschutz investiert und den Kocher optimal einstellt, ist der Energieverbrauch ungefähr unabhängig von der Topfform, weil ja die Energie dann tatsächlich überwiegend ins Wasser geht. Die Kochdauer ist dann aber tatsächlich bei hohen* Töpfen geringer, weil die Wärmeaustauschfläche größer ist. Wenn das Ganze zu hoch wird, frisst der Windschutz aber irgendwann zuviel Energie.

Das Problem ist aber ohnehin die Praktikabilität des Ganzen und das Volumen und das Gewicht.

* EDIT: Die Kochdauer reduziert sich sowohl bei hohen als auch bei breiten Töpfen. Siehe meine allgemeine Topf-Theorie

Bearbeitet 9. November 2016 von ALF

[baeckus]

vor 48 Minuten schrieb ALF:

 

Wenn man beliebig viel in den Windschutz investiert und den Kocher optimal einstellt, ist der Energieverbrauch ungefähr unabhängig von der Topfform, weil ja die Energie dann tatsächlich überwiegend ins Wasser geht. Die Kochdauer sit dann aber tatsächlich bei hohen Töpfen geringer, weil die Wärmeaustauschfläche größer ist. Wenn das Ganze zu hoch wird, frisst der Windschutz aber irgendwann zuviel Energie.

Das Problem ist aber ohnehin die Praktikabilität des Ganzen und das Volumen und das Gewicht.
 

Hallo!
Ich glaube du solltest mal meinen schon oben verlinkten Feldkochherd genauer anschauen - der fúnktioniert ja genau nach deinem propagierten Prinzip.
Ciao baeckus

Bearbeitet 9. November 2016 von baeckus

[ALF]

@baeckus: Ja Deine Erfahrungen mit dem Feldkochherd haben mich inspiriert.

Ich sehe gerade, dass ich meine Theorie nochmal korrigieren muss. Es geht gar nicht um die Höhe oder Breite des Topfes, sondern nur um die Oberfläche:

ALFs Allgemeine Topf-Theorie

Bei optimal abgestimmtem Kocher und optimaler Isolierung nach außen (Windschutz, Deckel) kocht Wasser in Töpfen mit größerer Oberfläche schneller als in Töpfen mit kleinerer Oberfläche und der Energieverbrauch ist der gleiche.

Wenn man schnell und sparsam kochen möchte, lohnt sich in der Praxis eher ein etwas breiterer Topf, weil man weniger in den Windschutz investieren muss und weil man besser ans Essen kommt.

Beim Wandern bevorzuge ich einen Topf mit minimaler Oberfläche (Höhe ungefähr gleich Breite) und einen niedrigen Spiritus-Kocher dessen Flammen nur den Boden bestreichen, weil mir die Kochgeschwindigkeit weniger wichtig ist als das Gewicht. Dabei ist der Spiritusverbrauch gering, obwohl mein Windschutz nur Topfhöhe hat. Und den Windschutz kann ich außen am Topf transportieren: 

Bearbeitet 9. November 2016 von ALF