Eine Frage zur Dynamik von Gasen:
MOD: Die Frage ist inzwischen im Brett „Mathe & Physik“ neu gestellt worden. Um die Diskussion nicht noch weiter zu splitten, habe ich diesen Baum abgeschlossen. Bitte alle weiteren Antworten im anderen Brett geben.
Ich denke, eine notwendige Begingung für ein Nichteindringen ist, dass der Gasdruck an der Bruchstelle höher ist als der Wasserdruck (30 bar entsprechen 300m Wassersäule). Der Volumenstrom V hängt dann mit den Rohrabmessungen zusammen. Ich habe folgende Gleichung gefunden, weiß aber nicht, ob sie für turbulente oder laminare Strömung gilt:
V=DeltaP*A^2/(8*Pi*eta*l)
mit deltaP…Druckdifferenz (= 29 bar-rho*g*l)
A…Querschnittsfläche des Rohres
eta…Viskosität
l…Länge des Rohres
eta…Viskosität
rho…Dichte Erdgas
g…Fallbeschleuningung
Grüße,
Ptee
Hbe das (unnötige) Vollzitat des Ursprungartikels gelöscht.
Gandalf
Das Rohr bricht nun unten auf dem Boden, also in 200m Tiefe
und läuft mit Wasser von unten voll, dabei wird das Erdgas
durch den Wasserdruck oben aus dem Rohr gedrückt.
Während des ganzen Vorgangs strömt jedoch aus dem Boden immer
noch Erdgas.
(Es tritt aus dem Boden aus, durchquert das Wasser der
Bruchstelle und tritt wieder in das darüber liegende Rohr
ein.)Frage:
Wieviel Gas müsste aus dem Boden ausströmen, damit das Wasser
im Rohr nicht steigt?
Gar keins. In 200 m Wassertiefe herrscht ein Druck von 21 bar. Wenn also der Gasdruck im Rohr 30 bar ist, kann kein Wasser rein, sondern es tritt Gas aus.
Oder habe ich irgendwas falsch verstanden?
Gar keins. In 200 m Wassertiefe herrscht ein Druck von 21 bar.
Wenn also der Gasdruck im Rohr 30 bar ist, kann kein Wasser
rein, sondern es tritt Gas aus.Oder habe ich irgendwas falsch verstanden?
Selbstverständlich tritt kein Gas aus.
Der Gasdruck von 30bar entsteht durch den Auftrieb im Wasser, er liegt also oben am Rohr bei 30bar, unten an der Bruchstelle bei 0 bar (oder bei minus 30 bar (?) da das Gas ja noach oben aufsteigt.)
danke erstmal für die formel!
V=DeltaP*A^2/(8*Pi*eta*l)
mit deltaP…Druckdifferenz (= 29 bar-rho*g*l)
A…Querschnittsfläche des Rohres
eta…Viskosität
l…Länge des Rohres
eta…Viskosität
rho…Dichte Erdgas
g…Fallbeschleuningung
Bist du dir sicher, dass ich den Druck in bar und nicht in Pascal oder so einsetzen muss?
Und was ist die ‚Viskosität‘, oder wo bekomme ich diese Zahl her?
Da der Artikel hier falsch ist, habe ich ihn nochmal in ‚Physik und Mathe‘ gepostet.
Bist du dir sicher, dass ich den Druck in bar und nicht in
Pascal oder so einsetzen muss?
Einsetzen solltest Du vielleicht besser in SI-Einheiten - da kann man besser kürzen. Ansonsten gibt es verschiedene Geschmäcker.
Und was ist die ‚Viskosität‘, oder wo bekomme ich diese Zahl
her?
Viskosität ist so etwas wie Zähigkeit: Honig - hohe Visk., Wasser - kleinere Visk. Ich bin sicher, da findet sich etwas bei Wikipedia.
Häää
Hallo Fragewurm,
Für die Gassäule gilt das Selbe wie für die Wassersäule !!
Unten ist der Druck am höchsten.
Er nimmt zwar wegen der geringeren Dichte des Gases nicht mit 1bar pro 10m wie bei Wasser zu, aber unten ist er höher.
MfG Peter(TOO)
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Für die Gassäule gilt das Selbe wie für die Wassersäule !!
Unten ist der Druck am höchsten.
Natürlich ist das so, wenn die Gassäule alleine irgendwo unter Einfluss von Gravitation steht.
Aber nicht mehr, wenn sie sich in einem dichteren Medium befindet. Dort steigt das Gas wegen seinen Auftriebes auf und hat deshalb oben den höchsten und unten den niedrigsten Druck.
Quatsch. Es würde nicht aufsteigen, wenn der Druck oben größer wäre als unten.
Michael
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Quatsch. Es würde nicht aufsteigen, wenn der Druck oben größer
wäre als unten.
Vielleicht habe ich da einen Fehler in meiner Logik, aber…
Wenn ich ein Rohr auf die Erde stelle und von unten Helium einleite, dann strömt das Helium oben aus dem Rohr. Wenn ich das Helium im Rohr behalten will, lege ich z.b. ein Stück Pappe oben drauf. Das wird dort aber nicht liegen bleiben, sondern durch den Gasdruck von unten hochgehoben werden. Ich werde es mit einem Gewicht beschweren müssen, das der Auftriebskraft des Gases entspricht.
Würde ich unten einen Deckel draufmachen, würde auf den überhaupt keine Kraft außer der Gravitation wirken.
Daraus ziehe ich den Schluss, dass oben der Druck hoch und unten der Druck gleich null ist.
Oder?^^
Hallo Paul!
Quatsch. Es würde nicht aufsteigen, wenn der Druck oben größer
wäre als unten.Vielleicht habe ich da einen Fehler in meiner Logik, aber…
Hast Du.
Wenn ich ein Rohr auf die Erde stelle und von unten Helium
einleite, dann strömt das Helium oben aus dem Rohr. Wenn ich
das Helium im Rohr behalten will, lege ich z.b. ein Stück
Pappe oben drauf. Das wird dort aber nicht liegen bleiben,
sondern durch den Gasdruck von unten hochgehoben werden. Ich
werde es mit einem Gewicht beschweren müssen, das der
Auftriebskraft des Gases entspricht.
Würde ich unten einen Deckel draufmachen, würde auf den
überhaupt keine Kraft außer der Gravitation wirken.
Daraus ziehe ich den Schluss, dass oben der Druck hoch und
unten der Druck gleich null ist.
Den Deckel (egal ob Du ihn unten oder oben drauf machst) lupft es genau dann, wenn der Innendruck größer ist als der Außendruck. Dabei ist es völlig unerheblich, wie groß der absolute Druck ist. Es kommt nur auf die Druckdifferenz an.
Konkret: Wenn Du unten Helium in das Rohr bläst, steigt es auf, weil der Druck der umgebenden Luft auf das Helium größer ist als das eigene Gewicht der Heliumsäule. Der Druck unten muss also größer sein als oben. Beim Aufsteigen sinkt der Druck des Gases (wie bei jedem aufsteigenden Gas in der Atmosphäre). Dadurch kann es sein, dass der Druck des aufsteigenden Gases immer noch größer ist als der Druck der umgebenden Luft und dass das Gas den Deckel hebt. Das passiert aber nur, wenn es unten schon mit ausreichen Druck „geladen“ wurde.
Oder ganz einfach: Von selbst strömen Gase ausschließlich vom Ort des hohen Drucks zum Ort des niedrigen Drucks. (Wenn Helium nach oben strömt, muss der Druck oben geringer sein).
Michael
er liegt also oben am Rohr bei 30bar, unten an der Bruchstelle
bei 0 bar (oder bei minus 30 bar (?) da das Gas ja noach oben
aufsteigt.)
huhu,
wenn du eine kleine kruemelkackerei erlaubst…
es gibt keinen negativen druck - wie es auch keine negative masse gibt. und wenn du rueckwaerts faehrst, faehrst du auch nicht -20km/h
(zumindest in unseren dimensionen)
.
mfg:smile:))
rene
Hallo!
Auch wenn Paul sich hier geirrt hat, möchte ich noch ein bisschen mehr haarspalten als Du:
es gibt keinen negativen druck - wie es auch keine negative
masse gibt. und wenn du rueckwaerts faehrst, faehrst du auch
nicht -20km/h
Doch.
Und negative Drucke gibt es auch, Stichtwort: Kavitation.
(Negative Massen gibt es freilich bisher nur in der Theorie.)
Michael
*versteh*
Also ist der Luftdruck unten größer als der Heliumdruck, aber oben ist der Heliumdruck größer als der Luftdruck.
Danke für die Hartnäckigkiet^^
Auch huhu Rene,
wenn du eine kleine kruemelkackerei erlaubst…
Wenn ich auch noch darf…
es gibt keinen negativen druck - wie es auch keine negative
masse gibt. und wenn du rueckwaerts faehrst, faehrst du auch
nicht -20km/h
(zumindest in unseren dimensionen)
Bei Drücken kommt es auf das Bezugssystem an.
Wenn du dich nur auf absolute Drücke beziehst, hast du recht.
Praktisch misst man aber meist relative Drücke und dann gibt es auch Negative.
Und bei deinem Beispiel mit dem Auto:
Fahr mal 1h geradeaus vorwärts mit 20kmh und dann eine Stunde rückwärts mit 20kmh und Zeichne das ganze mit Vektoren auf …
Wenn du mit den absoluten Werten rechnest bist du 40km vom Start entfernt, was nicht mit der Realität übereinstimmt …
Man kann auch mit negativen Werten beschleunigen. Wenn man es Verzögern nennt, werden die Werte wieder positiv. Nur ist es mathematisch etwas unschön zwei unterschiedlichen Formeln für Beschleunigung und Bremsung zu haben, welche sich nur in einem „*-1“ unterscheiden, also arbeitet man mit negativen Geschwindigkeiten.
Bei der Masse hast su allerdings recht.
MfG Peter(TOO)
Hallo!
Auch wenn Paul sich hier geirrt hat, möchte ich noch ein
bisschen mehr haarspalten als Du:es gibt keinen negativen druck - wie es auch keine negative
masse gibt. und wenn du rueckwaerts faehrst, faehrst du auch
nicht -20km/hDoch.
Und negative Drucke gibt es auch, Stichtwort: Kavitation.
(Negative Massen gibt es freilich bisher nur in der Theorie.)
ehm…weniger als 0 bar??? wie geht denn das?
Anmerkung o.T.
Hallo,
ehm…weniger als 0 bar??? wie geht denn das?
Dieser Druck herrscht in Hohlkörpern, die so hohl sind, dass da sogar Vakuum noch reinströmen würde.
Bei einigen Köpfen hat man z.B. manchmal den Eindruck…
Gruß
loderunner
P.S.: Absolut gibt es keinen negativen Druck, relativ aber natürlich schon. Und deshalb kann dann ein Differenzdruckaufnehmer auch einen negativen Wert anzeigen.
1 Like
huhu,
Und bei deinem Beispiel mit dem Auto:
Fahr mal 1h geradeaus vorwärts mit 20kmh und dann eine Stunde
rückwärts mit 20kmh und Zeichne das ganze mit Vektoren auf
…Wenn du mit den absoluten Werten rechnest bist du 40km vom
Start entfernt, was nicht mit der Realität übereinstimmt …
letzten sommer habe ich versucht, einem polizisten das gleiche zu erklaeren…er wollte mir einfach nicht glauben, dass ich eigentlich 230km/h zu langsam gefahren bin, als 30km/h zu schnell.
ich musste dann aber glauben, dass man auch minus 30 euro besitzen kann.
mfg:smile:
rene