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Nachricht
DrStupid
Verfasst am: 12. Jul 2020 18:36
Titel: Re: Bremswirkung auf Diabolo im Gewehrlauf
humpen hat Folgendes geschrieben:
Mein Ansatz ist, dass die Luft in Richtung Laufausgang durch die Geschwindigkeit v des Diabolos komprimiert wird, dadurch steigt die Temperatur wodurch zusätzlich zum Staudruck (ausgelöst durch die max. mögliche Durchflussmenge im Lauf) ein Bremsdruck entsteht. Ich denke hier muss man mit der realen Gasgleichung arbeiten.
Das ist nicht nötig. Luft verhält sich unter solchen Bedingungen hinreichend gut wie ein ideales Gas. Wegen der schnellen Kompression kann man von einer adiabatischen Zustandsänderung ausgehen. Den Adiabatenexponent kannst Du mit den Freiheitsgraden abschätzen. Luft besteht im Wesentlichen aus zweiatomigen Molekülen. Weil thermisch nur Translation und Rotation angeregt wird, aber keine Oszillation der Bindung (dazu reicht die Temperatur nicht nicht) ergibt das fünf Freiheitsgrade.
Außerdem würde ich in erster Näherung davon ausgehen, dass im gesamten Lauf der gleiche Druck herrscht und die Luft an der Mündung gemäß Bernoulli ausströmt. Wenn man es genauer wissen will, dann muss man auch den Druckgradienten im Lauf berücksichtigen. Das wird dann aber ungleich komplizierter.
Für die Luft hinter dem Diabolo gilt im Grunde das Gleiche, nur dass es hier eine adiabatische Expansion ist.
humpen
Verfasst am: 12. Jul 2020 13:37
Titel: Bremswirkung auf Diabolo im Gewehrlauf
Meine Frage:
Hallo zusammen, ich zerbreche mir seit einiger Zeit den Kopf über folgendes Problem:
In einem Gewehrlauf wird mittels Luftdruck ein Diabolo mit Durchmesser 4,5mm beschleunigt. Die Luft an der Vorderseite der Kugel wird ja dadurch komprimiert und nach vorne aus dem Lauf geschoben. Irgendwo ist ja eine Grenze was durch einen Lauf hindurchgeschoben werden kann und das würde die Kugel dann bremsen. Und genau das ist meine Frage, was ist die maximale Ausströmgeschwindigkeit aus dem Lauf und mit welcher Kraft würde die Kugel dann gebremst?
Lauflänge 360mm
Laufdurchmesser 4,5mm = Diabolodurchmesser
Meine Ideen:
Mein Ansatz ist, dass die Luft in Richtung Laufausgang durch die Geschwindigkeit v des Diabolos komprimiert wird, dadurch steigt die Temperatur wodurch zusätzlich zum Staudruck (ausgelöst durch die max. mögliche Durchflussmenge im Lauf) ein Bremsdruck entsteht. Ich denke hier muss man mit der realen Gasgleichung arbeiten. Allerdings komme ich an dieser Stelle nicht weiter.
Beschleunigungskraft, Geschwindigkeit und Druck die die Kugel in Bewegung bringen habe ich berechnet.