drukverschil door impedantie

Arthur stelde deze vraag op 02 november 2018 om 11:45.
Hallo,

Ik ben opzoek naar de juiste formule(s) om het volgende uit te rekenen:

Ik heb een leiding waar met 2 bar een gas uit stroomt. Dit gas komt uit in een ruimte welke langzaam gevuld wordt met die 2 bar.
Omdat tussen de ingang van het gas en die kamer een bubbelfles staat, wil ik dat dit langzaam gebeurt zodat de bubbelfles niet als een gek gaat staan bubbelen, maar dit geleidelijk gaat.
laten we zeggen dat het drukverschil tussen in en uit van de fles nooit meer dan 20mbar mag zijn... hoe bereken ik dan de minimale (diameter) impedantie?

Groeten,

Arthur

Reacties

Theo de Klerk op 02 november 2018 om 11:55
>Dit gas komt uit in een ruimte welke langzaam gevuld wordt met die 2 bar.

Er wordt natuurlijk niks uit "die 2 bar" gevuld. Er stroomt gas uit de leiding onder druk van 2 bar. Daarna heeft het gas niet meer die druk omdat het zich over de ruimte verspreid. Blijft de druk daarvan ook constant (d.w.z. is zo groot dat het extra gas uit de leiding geen meetbare invloed heeft? Zoiets als in de open lucht spuiten).

>Omdat tussen de ingang van het gas en die kamer een bubbelfles staat
Hoe moet ik me dat voorstellen? Gas in een pijp die in een kamer spuit. Maar de bubbeltjesfles staat bij het einde van de pijp/inlaat in de kamer? Of is er nog een tussengebied?
Arthur op 02 november 2018 om 13:24

Sorry, 

Laat me het even versimpelen en mijn vraag in stukjes hakken.

Arthur op 02 november 2018 om 13:25
Wat moet de diameter van de impedantie zijn, als de buis open is aan de uitgang?
Jan van de Velde op 02 november 2018 om 16:36
dag Arthur,

om dat te berekenen is al een ingewikkeld stukje fluïdodynamica. Maar wat het hele idee van een vaste gatdiameter onmogelijk maakt is is dat de druk in de ruimte ná de fles ook langzaam oploopt, waardoor gaandeweg het proces de diameter van dat gat ook langzaam groter zal moeten worden om een gelijkmatig debiet (rustig bubbelen, ... L/min) te handhaven.

Dus is de enige wijze om je doel te bereiken een klep die door een of ander regelapparaat op basis van een debietmeting langzaamaan wordt opengestuurd. 

groet, Jan
Arthur op 02 november 2018 om 18:07

Jan van de Velde plaatste:

dag Arthur,

om dat te berekenen is al een ingewikkeld stukje fluïdodynamica. Maar wat het hele idee van een vaste gatdiameter onmogelijk maakt is is dat de druk in de ruimte ná de fles ook langzaam oploopt, waardoor gaandeweg het proces de diameter van dat gat ook langzaam groter zal moeten worden om een gelijkmatig debiet (rustig bubbelen, ... L/min) te handhaven.

Dus is de enige wijze om je doel te bereiken een klep die door een of ander regelapparaat op basis van een debietmeting langzaamaan wordt opengestuurd. 

groet, Jan

Hoi Jan,

Dankjewel voor je reactie. 

Ik ben mij bewust van het feit dat de flow op een bepaald moment 0 zal worden en de druk aan beide kanten van de impedantie gelijk zal zijn als dit een gesloten kamer betreft.
de bedoeling is om het totale proces rustig naar de 2 bar te brengen d.m.v het kleine gaatje, en vervolgens een continue (lage) flow op gang te houden van enkele mililiters per minuut.
Ik zou in dit geval ook prima een naaldventiel kunnen pakken, en gewoon proberen, maar bij het vervolg hier op, wil ik een vaste impedantie hebben.

In het geval hier boven gebruik ik lucht en een bubbelfles, uiteindelijk wordt dit 100 bar aan de inlaat kant en een kamertje gevuld met koperkorrels aan de andere kant van de impedantie (dit dus i.p.v de fles) waaruit het gas kan uitstromen met zo'n 100ml/min.
Als ik dan 100 bar aan de inlaatkant zet, wil ik niet dat alle koperkorrels als een soort hagelschot in dit kamertje heen en weer worden geschoten en het hele proces een klap krijgt. Ook in dit geval is het de bedoeling dat het hele proces na een bepaalde tijd op +-100 bar staat.

Ik hoop dat ik mijn situatie zo duidelijk genoeg geschetst heb en je mischien nog wat tips hebt.

Groeten,

Arthur

Theo de Klerk op 03 november 2018 om 14:53
Die situatie heeft meer te maken met de uitstroomsnelheid van gas door het gaatje agvh drukverschil dan het drukverschil zelf.
Helemaal aan het begin: ruimte A met 100 bar overdruk, ruimte B met 0 bar overdruk.
De drukverandering (100 -> 0) resulteert in een kracht waarmee lucht met een snelheid  de ruimte B in geblazen wordt. Niet wezenlijk anders dan een watertank (hoogte water geeft een druk op de bodem, water spuit uit een gaatje onderin - Bernouilli)
Jan van de Velde op 03 november 2018 om 18:47
als ik het nu goed begrijp wil je  een min of meer constante stroming van 100 mL/min bij een drukverschil dat aanvankelijk 100 bar bedraagt (dat is nog geen speelgoed ook) en uiteindelijk nabij 0 eindigt. Dat maakt het regelprobleem alleen maar veel groter. Verder vermoed ik dat je installatie bij dit soort hoge drukken aan vereisten qua stoomwet moet voldoen. Begint dus eerder te lijken op een klus voor een ter zake kundig ingenieursbureau dan voor een paar goedwillende natuurkundedocenten op een middelbareschoolvraagbaak.

sorry, Jan
Arthur op 22 november 2018 om 10:52

Alsnog bedankt allen.

Ik heb een (betaalde) calculator gevonden waarmee ik een redelijke inschatting kan maken.

Groete,

Arthur

Theo de Klerk op 22 november 2018 om 17:20
Je probleem bleef ergens in mijn achterhoofd hangen als toch iets wat in Excel of Coach goed numeriek uitvoerbaar moet zijn.
Maar als ik dan wat beter kijk, dan mis ik wat.

Je geeft een doorstroom aan van X mL/min (of welke volume/tijd eenheid ook). Maar dat is niet voldoende. Uit de verbindingsbuis komt een cilinder aan gas uit het drukreservoir erbij. Een cilinder die elke minuut X mL gas toevoegt. 
Maar: zo'n cilinder (=diameter gat x snelheid gas) kan bij een zeer klein gat een zeer hoge snelheid geven en omgekeerd.
De volume toename is dus niet de goede maat voor het "blazen" maar de snelheid waarmee gas wordt toegevoegd is van belang als je niets wilt wegblazen...


Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)