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Volumenstrom im Pneumatikschlauch berechnen
 
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Mapal



Anmeldungsdatum: 04.11.2022
Beiträge: 3

Beitrag Mapal Verfasst am: 04. Nov 2022 10:28    Titel: Volumenstrom im Pneumatikschlauch berechnen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich habe ein Verstaendnisproblem bei dem ich um Hilfe bitte. Ich habe einen Versuchsaufbau mit einer zuschaltbaren Druckquelle, einem Schlauch und einem Druckbehaelter. Der Schlauch verbindet Druckquelle und Druckbehaelter.

Zu dem Zeitpunkt t0 haben Schlauch und Druckbehaelter einen Druck von 0 Pa (der Druck von der Druckquelle nicht freigegeben). Zu einem Zeitpunkt t1 gibt die Druckquelle den Druck frei. Der Druckbehaelter fuellt sich durch einen Volumenstrom. Dieser wird aber von , der abhaengig vom Druckunterschied delta_p = p_quelle - p_schlauch - p_behaelter ist.



Meine Ideen:
Ich habe versucht mir das Problem mit einem sich aufladenden Kondensator herzuleiten. Um den zeitlichen Verlauf des Druckanstiegs zu berechnen sind meiner Meinung zwei Schritte notwendig.

1. Berechnung des Drucks im Behaelter


2. Berechnung des Volumenstroms


Deshalb die Fragen:
1. Stimmt mein Ansatz?
2. Wie kann ich den Druck im Behaelter berechnen, wenn ich das Volumen und den Volumenstrom kenne? Ich habe leider keinen passenden Beitrag oder sonstige Hilfe gefunden, eine Formel wie ich den pneumatischen Widerstand in Abhaengigkeit von Flaeche etc berechne habe ich.

Vielen Dank schonmal.


Zuletzt bearbeitet von Mapal am 04. Nov 2022 11:02, insgesamt einmal bearbeitet
mapal131
Gast





Beitrag mapal131 Verfasst am: 04. Nov 2022 10:41    Titel: Re: Volumenstrom im Pneumatikschlauch berechnen Antworten mit Zitat

Mapal hat Folgendes geschrieben:


.


Bei der Gleichung habe ich mich vertippt. Die sollte wie folgt lauten:
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 4439

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Nov 2022 11:26    Titel: Re: Volumenstrom im Pneumatikschlauch berechnen Antworten mit Zitat

Mapal hat Folgendes geschrieben:
Wie kann ich den Druck im Behaelter berechnen, wenn ich das Volumen und den Volumenstrom kenne?


Dafür brauchst Du einen Zusammenhang zwischen der Füllmenge und dem Druck. In erster Näherung sollte die Zustandsgleichung des idealen Gases genügen. Dabei musst Du Dir aber Gedanken darüber machen, was ein "Druck von 0 Pa" bedeutet. Ist das wirklich der Druck im Behälter (das wäre ein technisches Vakuum) oder ein Überdruck. Wenn der Behälter sehr schnell gefüllt wird, dann könnte es auch Probleme mit der Temperatur geben.
Mapal



Anmeldungsdatum: 04.11.2022
Beiträge: 3

Beitrag Mapal Verfasst am: 04. Nov 2022 11:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo DrStupid,

danke fuer deine Antwort und deinen Hinweis. Ich habe mich hier unklar ausgedrueckt. 0 Pa bedeutet hier 0 Pa Ueberdruck, also atmosphaerischer Druck.

Ich probiers mal:


Bin ich hier auf dem richtigen Weg?

Ich denke die Temperaturaenderung ist vernachlaessigbar. Ich habe einen sehr duennen Schlauch (d = 0.7 mm) und eine recht lange Strecke (15 m), weshalb die Befuellung relativ lang dauert.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 4439

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Nov 2022 13:17    Titel: Antworten mit Zitat

Mapal hat Folgendes geschrieben:
Bin ich hier auf dem richtigen Weg?


Das sieht bis hier hin gut aus. Du musst aber berücksichtigen, dass die Dichte ebenfalls druckabhängig ist. Also nochmal ideale Gasgleichung einsetzen und am Ende müsste eine Differentialgleichung für den Druck rauskommen.
Mapal



Anmeldungsdatum: 04.11.2022
Beiträge: 3

Beitrag Mapal Verfasst am: 04. Nov 2022 15:09    Titel: Antworten mit Zitat

Stimmt, die Aenderung der Dichte habe ich total vergessen.

Dann muesste mein Ergebnis so ausschauen:



Damit fliegt die Temperatur komplett aus der Gleichung?

Vielen Dank schonmal fuer deine Hilfe.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 4439

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Nov 2022 17:01    Titel: Antworten mit Zitat

Mapal hat Folgendes geschrieben:
Damit fliegt die Temperatur komplett aus der Gleichung?


Ja, sieht so aus. Beim Strömungswiderstand im Schlauch musst Du eventuell berücksichtigen, dass der Volumenstrom an Ein- und Ausgang unterschiedlich ist. Aber Du sagtest ja, dass Du die entsprechenden Formeln hast.
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