Vakuumrechnung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 09:07 Fr 12.03.2010 | | Autor: | danm357 |
Liebe Forengemeinde,
ich habe ein kleines Problem mit folgender selbstgestellten Vakuum-Aufgabe:
Ich habe an einen Kessel mit grossem Volumen eine konische zulaufende Kapillare angebracht (künstliches Vakuumleck). Die Kapillare ist ca. 5 cm lang, ihr Durchmesser an der Spitze ist ca. 1 Mikrometer, der grösste Durchmesser ist ca. 1 Millimeter.
Leckratentest haben eine Leckrate von ca. [mm] 5*10^{-6} [/mm] mbar l/s für die Kapillare ergeben.
Der Kessel ist an eine Vakuumpumpe mit einem Saugvermögen von ca. 200 l/s angeschlossen.
An der Spitze der Kapillare befindet sich nun Luftdruck von 1013 mbar, so dass etwas Luft durch die Kapillare in den Kessel fliesst und dort abgepumpt wird.
Im Kessel stellt sich an einer Messsonde in Nähe der Pumpe (ca. 10 cm von der Kapillare entfernt) ein konstantes Vakuum von ca. [mm] 5*10^{-5} [/mm] mbar ein.
Nun würde ich gerne berechnen, wie die Druckverteilung in der Kapillare ausschaut. Leider beisse ich mir da Dank mangelnder Vakuumkenntnisse die Zähne aus.
Nun hoffe ich, dass Ihr mir hier mit ein paar Tipps weiterhelfen könnt! Ich bin für jeden noch so kleinen Hinweis dankbar!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:01 Mi 24.03.2010 | | Autor: | danm357 |
Hallo,
leider kam bis jetzt keine Antwort zu meiner Aufgabe. Wohin könnte ich mich denn mit dem Problem noch wenden?
Soll ich das Problem mal bei den Ingenieurwissenschaften reinstellen?
Gerne vereinfache ich auch das Problem, so dass es vielleicht einfacher wird. Aber viel vereinfachen kann ich da leider nicht, da mir die ganzen Rahmenbedingungen doch wichtig erscheinen, um keine unrealistische Lösung zu bekommen.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 00:29 Do 25.03.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
Vielleicht funktioniert es ja aufr chemieonline.de
Gruß Christian
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Hi,
manchmal hilft auch eine Skizze, damit man sich dein doch eher abstraktes Problem besser vorstellen kann.
Der Mensch stammt halt vom Affen ab, und der denkt in Bildern
Gruss noch ein Christian ![[kopfschuettel]](/images/smileys/kopfschuettel.gif "[kopfschuettel]")
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:17 Mi 31.03.2010 | | Autor: | danm357 |
Vielen Dank für Dein Kommentar.
Gerne stelle ich ein Bild zu dem Problem zur Verfügung.
Vielleicht kann man mir dann ein bisschen besser weiterhelfen.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Über weiter Antworten oder Hinweise würde ich mich sehr freuen!
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: PNG) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 09:15 Do 01.04.2010 | | Autor: | chrisno |
Ich mache mal ein paar Annahmen, die aber auch falsch sein können.
Der Druck am weiten Ende der Kapillare ist der Druck in der Kammer.
Der Druck am schmalen Ende der Kapillare ist der Außendruck.
Aus der Leckrate und dem Duck kannst Du jeweils berechnen, wie viele Atome pro Sekunde in die Kammer strömen. Dieser Wert muss an beiden Enden der Kappilare gleich groß sein.
Wie wäre es, in der Kapillare eine adiabatische Expansion anzusetzen?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:59 Do 01.04.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
deine Leckrate versteh ich nicht ganz. wie kommst du auf die
[mm] 5*10^{-6}mbar [/mm] liter/s heisst es, dass es bei 1bar, also an der Öffnung [mm] 5*10^{-6} [/mm] ltr/s wären?
könnte Deine Pumpe ohne Leck viel weiter als die jetzt [mm] 5*10^{-5}mbar?
[/mm]
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:47 Di 06.04.2010 | | Autor: | danm357 |
Hallo,
erst einmal vielen Dank für Euer Interesse an meinem Problem.
Zu leduart:
Die Leckrate von [mm] 5*10^{-6} [/mm] mbar liter/s bedeutet, dass bei einem Vauumleck in einem Behälter mit dem Volumen von einem Liter der Druck in einer Sekunde um [mm] 5*10^{-6} [/mm] mbar ansteigt. Diese Angabe ist unabhängig vom äußeren Druck (solange er höher ist als der Druck in der Kammer).
Ohne Leck erreicht man mit dieser Pumpe ein Vakuum von ca. [mm] 10^{-7} [/mm] mbar.
Zu Chrisno:
Ich bin mir leider nicht sicher, ob der Druck am weiten Ende der Kapillare dem Druck in der Kammer entspricht. Rechne ich mit ein paar Formeln nach (Wutz Handbuch Vakuumtechnik von Karl Jousten, 10te Auflage) kommt bei gewissen Formeln heraus, dass eine Verblockung in der Kapillare auftritt, d.h. dass am weiten Ende der Kapillare ein höherer Druck herrscht als in der Kammer.
Leider verstehe ich die Formeln nicht so ganz. Ich müsste wohl 300 von 900 Seiten des Buches studieren, um da besser durchzublicken. Dazu fehlt mir aber leider die Zeit... Kompliziert wird es dadurch, dass ich nicht weiß, ob laminare, turbulente oder molekulare Strömung oder Übergangsströmungen zwischen diesen Strömungen vorliegen. Je nach Fall hat man andere Formeln und andere Resultate (mal gibt es Verblockung, mal nicht).
Ja, der Druck am schmalen Ende der Kapillare ist der Aussendruck.
Ok, angenommen ich kann ausrechnen (ich weiß noch nicht wie), wie viele Atome pro Sekunde und pro Fläche (!) in die Kapillare fließen, dann müsste die gleiche Anzahl pro Sekunde und pro Fläche aus dem größerem Durchmesser der Kapillare fließen? Wenn ich diese Überlegung richtig verstanden habe und wenn sie stimmt, werde ich das gerne mal probieren.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 23:50 Di 06.04.2010 | | Autor: | chrisno |
genau den Ansatz mit der Erhaltung der Materie meine ich. Aus Deiner Mitteliung schließe ich allerdings, dass Du schon erheblich mehr Wissen zu dem Thema hast, als ich. Daher halte ich mich lieber mit weiteren Äußerungen zurück.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 10:27 Mo 12.04.2010 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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