Ermittlung Druckabfall bei nicht konstanter Temperatur

miomiomate · Anmeldungsdatum: 01.04.2019 Beiträge: 3

Hallo zusammen,

ich soll in einem Experiment feststellen, ob man mittels Drucksensoren ein Leck eines Druckbehälters erkennen kann.

Druckbehälter:
-Gefüllt mit Luft
-V=100L
-T=21-23°C schwankend, nicht konstant
-Anbau eines Testlecks (Leckrate 1*10-3 mbar*l/s)

Grafisch erkennt man leider nur den Zusammenhang von Druck und Temperatur aber nicht, ob der Behälter Luft verliert.

Nun möchte ich versuchen, das Leck rechnerisch nachzuweisen.
Hierzu habe ich schon verschiedenste Überlegungen angestellt

1. p*V/T=konst. (gilt nur für ideales Gas, trotzdem muss bei einem dichten Behälter p1/T1=p2/T2 gelten. Gilt dies nicht, KÖNNTE ein Leck vorhanden sein)

2. einen Zeitraum finden, in dem die Temp. lange konstant war. Hierbei "zoome" ich quasi an einzelne Stellen der Messung, bei denen ich prüfe, ob die Temp. über einen langen Zeitraum (30-40 min) konstant war und der Druck gleichzeitig gesunken ist.

3. hierbei schaue ich mir nur die Temperaturen an, die sehr häufig während der Messung vorkamen und ein ähnliches delta t (gleichen Zeitraum ihres Auftretens) aufweisen

Im Vergleich dazu habe ich das gleiche Experiment ohne Testleck ausgewertet. Leider erhalte ich hierbei eine ähnliche Leckrate, wie für den Versuch mit Testleck. Das stimmt mich misstrauisch.

Ich habe mir überlegt, ob die Stoffmenge Auskunft über eine Leckage geben kann. Denn aufgrund des Testlecks muss immer Luft entweichen. Mal mehr mal weniger aufgrund des Umgebungs-Luftdrucks. Trotzdem wird sich n nicht erhöhen.

Würde es Sinn ergeben, mit der van der Waals-Gleichung die Stoffmenge zu berechnen? Wie kann man hier vorgehen bzgl. der Umstellung der Formel?

Wie würdet ihr rechnerisch vorgehen, um mit Druck und Temp. ein mögliches Leck zu identifizieren?

Vielen Dank für eure Auskunft und freundliche Grüße

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 435

Dann sind die Messgeräte zu ungenau und/oder die Messzeit zu kurz. Ansonsten müsste man als instationäre Betrachtung einen zeitlichen Druckverlauf erkennen der von einer temperaturabhängigen Schwingung überlagert wird. Die Amplitude dieser Schwingung fällt proportional mit der Messzeit kontinuierlich bis auf einen realativen Wert von 0 ab.

Rechnerrisch nur numerrisch mit einem Realgas Modell, das wird aber bei ungenauen Drucksensoren bzw. zu kurzer Messzeit nicht weiter helfen, wenn die Messauflösung in der fraglichen Messzeit von der Leckagerate unterschritten wird.