Wie hoch ist der Unterdruck?

Diskutiere Wie hoch ist der Unterdruck? im Grundsätzliches Forum im Bereich Fragen und Tipps; AW: Wie hoch ist der Unterdruck? La San Marco Practical 85.16.1 BJ 1984. Bisher noch keine Kesselinplosion aufgetreten. Der Unterdruck baut sich...

  1. #21 Dolomiti, 09.07.2009
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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Du hast recht!:shock: In der Explosionszeichnung ist kein Belüftungsventil zu erkennen! Da auch ich davon ausgehe, daß den Konstrukteuren die Problematik des Unterdrucks klar war, müssen sie irgendeine Lösung eingeplant haben.

    Jürgen
     
  2. #22 ottensen01, 09.07.2009
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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    [KLUGCHAIZ]
    Das entscheidende Argument wurde gebracht: Der Umgebungsdruck beträgt ca. 1 bar. Dein Kessel hat im Betrieb einen ÜBER-Druck von 1,2, also insgesamt 2,2 bar. Fiele der Druck im Kessel auf 0 bar - Und das wäre das perfekte Vakuum :cool:, lastete also der Umgebungsdruck von 1 bar auf dem Kessel und würde durch 0 Gegendruck aus dem Inneren kompensiert. Auch dieser bei weitem nicht erreichbare Grenzfall von 1 bar Differenzdruck wäre also technisch relativ harmlos.
    Möglicherweise hat der eine oder andere Bilder von zerdrückten Koladosen oder implodierenden Ölfässern im Kopf. Das war dann aber immer unter Wasser. Und da steigt der Umgebungsdruck pro 10m Wassertiefe um 1 bar.
    In 1000 Meter Tiefe lasten also schon 100 Bar auf dem dann sicher platten Ölfass.

    Wir reden bei Espressomaschinen also immer von max. 1 bar, wenn man die richtigen Spitzfindigkeiten mit dem Differenzdruck zwischen Kessel und Wärmetauscher mal aussen vor lässt. :-D

    Apropos Druck: Bei 9 bar Brühdruck lasten ca. 250 kg auf dem 58er Kaffeepuck. Nur für den Fall, dass sich jemand über die massive Auslegung des Siebträgers gewundert haben sollte.
    [/KLUGCHAIZ]
     
  3. #23 Bison, 09.07.2009
    Zuletzt bearbeitet: 09.07.2009
    Bison

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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Um jetzt mal noch die letzten physikalischen Details zu klären:

    Dampfdruck bei 95° (wie im Eingangspost des Threadstarters angegeben): 0.845 bar. Also ist das Entlüftungsventil, sofern vorfhanden offen. Es schließt ab 100° (Dampfdruck 1015 mbar, Aktueller Luftdruck in Göttingen: 1012 mbar, es muss die Annahme gelten, dass die Espressomaschine des Threadstarters auf 150 m ü. NN steht und die Fenster geöffnet sind).
    Wenn kein Entlüftungsventil da ist und der Kessel absolut dicht ist und der Kessel luftleer ist fällt der Druck dann beim abkühlen auf 23 mbar, wenn die Umgebungstemperatur 20°C beträgt (aktuell in Göttingen 13.5°..brr..Ob da die Annahme der geöffneten Fenster gelten kann?) Dann ist der Unterdruck im Kessel - 992 mbar.
    Kesselvolumen und degleichen spielen keine Rolle. auch nicht, ob der Kessel auf 105 oder 1500 °C aufgeheizt wurde. Nur ob und wieviel Luft im Kessel ist ist entscheidend, und bei 95° ist der Kessel noch nicht komplett luftleer (oder umgekehrt gesagt: komplett wasserdampfgefüllt)
    Wenn der Kessel bei 95° offen ist (also entlüftet, bzw. in diesem Fall BElüftet...) ist der Druck 1012 mbar Umgebungsdruck), also ist der LUFTdruck im Kessel 167 mbar (Gesamtdruck = Summe der Partialdrücke, 1012-845= 167). Wird er dann verschlossen ist der Druckim Kessel bei 20° 23 + 167 mbar, also 190 mbar, ein Unterdruck von -822 mbar.
    Jetzt aber definitiv genug kluggechaizt
    Ich habe immer noch nicht die Relevanz der Frage verstanden.
    Gruß
    Nicholas
     
  4. #24 chelonae, 09.07.2009
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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Moin,

    ...das dürfte wohl den meisten so gegangen sein, da Maltex in seiner Bescheidenheit verschwiegen hat, dass sein 4l-Kessel ein reiner Brühboiler ist und somit tatsächlich (weitestgehend) luftleer ist.

    Man stelle sich nun folgenden Aufbau vor: Festwasseranschluss -> Druckminderer -> Absperrhahn -> Pumpe -> Rückschlagventil -> Boiler -> Expansionsventil. Wenn man nun abends nach dem letzten Käffchen die Maschine abschaltet und gleichzeitig den Absperrhahn umlegt, dann kommt es zwingend zu einem ordentlichen Unterdruck im System.

    Frage ist, ob das die Kiste abkönnen muss oder ob nicht viel eher mit der Zeit die Dichtungen bei drauf gehen. Andererseits reicht vielleicht auch bereits die Verformbarkeit des zuführenden Flexschlauches für genügend "Entspannung", aber wielange der das wiederum klaglos mitmacht, wäre ebenfalls zu klären...

    Gruß
    Martin
     
  5. #25 Bubikopf, 09.07.2009
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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Die berühmten 0Bar des Vakuums beziehen sich auf den hydrostatischen Druck, wenn in einer Glocke kein Medium vorhanden ist ( Vakuum ), kann wg. fehlender Masse weder hydrostatischer Druck ausgeübt werden, noch kann dort eine wie immer geartete oder erzeugte Kraft einen Sog ( Unterdruck ) erzeugen. Maltex Kessel ist aber vollständig ( ? ) mit Wasser gefüllt, und das erzeugt wg. seiner Wärmeausdehnung und mangels Komprimierbarkeit einen hohen Expansionsdruck, der sich beim Abkühlen ins Gegenteil verkehrt ( Wasser ist genauso wenig dehnbar wie Komprimierbar = gleiche Kraftwirkung bei Ausdehnen wie Zusammenziehen ).
    Einfaches Beispiel: Um aus 20m Tiefe Wasser mit einer Pumpe an die Oberfläche zu pumpen muss die überirdisch angeordnete Pumpe einen Sog ( = Unterdruck ) von mindesten 2 Bar aufbauen ( = 20m Wassersäule ), die liegt dann als Unterdruck am Pumpenkopf an.
    Wo bleibt eigentlich mein Physik Nobelpreis ( und was soll ich zur Verleihung anziehen ) ?
    Gruss Roger
     
  6. #26 Bubikopf, 09.07.2009
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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Hallo chelonae !
    Es gibt scheinbar nichts was es nicht gibt, ich war gedanklich im Bereich Haushaltsgeräte unterwegs . (Bühboiler bei LM 3 gruppig bis > 6,8l )
    Die bei Expansion von Wasser auftretenden Ausdehnungen liegen im ml Bereich, da könnte ein hinter dem Kesselfüllventil ( egal ob MV oder manuell ) liegender CNS Schlauch ausreichender Länge durchaus ausreichen um Unterdruck ausreichend zu reduzieren, da das Gesamtsystem dadurch zwar für Ausdehnung hart aber für Zusammenziehen recht weich ist. Müsste man einfach mal die Ausdehnung ausrechnen um die Größenordnung genau zu bestimmen.
    Gruss Roger
     
  7. Bison

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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Das Volumen des Kesselwassers nimmt bei einer Temperaturänderung von 20 auf 95° um ca 160 ml zu:
    Ist ein enfacher Dreisatz, wobei die unterschiedlichen Dichten (rho) aus folgender Tabelle eingesetzt werden können:
    0 0.99984
    10 0.99970
    20 0.99821
    30 0.99565
    40 0.99222
    50 0.98803
    60 0.98320
    70 0.97778
    80 0.97182
    90 0.96535
    100 0.95840
    Die Dichte ändert sich also um ca 4%, was 160 ml entspricht. Also keineswegs im Milliliterbereich. Unbeantwortet bleibt aber die Frage wie sich das Kesselvolumen durch Erwärmung ändert. Der dehnt sich ja auch aus.
    Gruß
    Nicholas
     
  8. boing

    boing Mitglied

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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Das innere Volumen eines Kupferkessels der von 20 °C uf 95°C erwärmt wird dehnt sich um ca. 0,37% aus, also gegenüber dem Wasser vernachlässigbar (1. Näherung 3 x 16,5e-6 x (95-20)) wenn ich nicht irre.

    P.S. wenn man aus 20m Tiefe nicht unter erhöhtem Druck stehendes Wasser nach oben pumpen möchte ordnet man die Pumpe unten an sonst wartet man relativ lange auf den ersten Tropfen da die Förderung nur durch Verdunstung stattfinden würde
     
  9. muskat

    muskat Mitglied

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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Höher als maximal 10 Meter läßt sich Wasser nicht saugen, zumindest solange man auf der Erde verweilt und der Luftdruck so bleibt, wie er ist.

    In der Glocke ist kein Vakuum, sie ist gefüllt mit dem Dampf jener Flüssigkeit, die die Glocke unten verschließt. Der Dampfdruck ist natürlich abhängig von der Flüssigkeit und der Temperatur und kann sehr klein sein. (Und die Flüssigkeit kann auch bloß ein Schmier- oder Dichtmittel sein, siehe Drehschieberpumpe.)

    Grüße
    Reinhard
     
  10. #30 Bubikopf, 10.07.2009
    Bubikopf

    Bubikopf Mitglied

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    AW: Wie hoch ist der Unterdruck?

    Aus einem Bohrloch kann man nur dann Wasser saugen wenn es weniger als 10 m tief ist ( theoretisch ) oder das Wasser selbst unter Druck steht ( und wenn man den Brunnen dafür gelegentlich sogar auffüllen muss ). Ein ganz wichtiger Faktor bei dem entstehenden Unterdruck ist hier aber eben noch nicht aufgetaucht ( zumindest nur indirekt ), und der scheint mir der entscheidende: der Siedepunkt des Wassers fällt bei Unterdruck.
    [​IMG]

    Das heisst aber auch, dass sich die oben berechneten Dichten ( zur Temperatur ) und das resultierende Wasservolumen in Abhängigkeit zum Unterdruck verändern, womit der resultierende Volumenverlust im niedrigen ml Bereich ( nicht 4% ) und der daraus resultierende Unterdruck << 1 Bar liegt. Ich werde den Nobelpreis also doch nicht bekommen :cry:.

    Gruss Roger
     
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