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300bar & Luftvolumen

Ein fröhliches `Hallo` an die ganze Tauchgemeinde!

Ich bin gerade dabei auf die 300bar Technik umzusteigen und kann mich dunkel daran erinnern, dass das allgemeine Gasgesetzt in Bezug auf die Volumenveränderung von Luft unter Druck ab `etwa` 270bar gewissermaßen seine Gültigkeit verliert. Mit anderen Worten: während man bei einer 12l Flasche bei 200bar von 2400l Luftvolumen ausgeht (und dies auch hinreichend genau ist) gilt dies für einen Druck von 300bar nicht mehr (also keine 3600l Luft). Ich konnte bisher jedoch keine Informationen zu diesem Thema finden. Weiss jemand wie die Verhältniskurve von Druck & Volumen bei Luft speziell in diesem Bereich aussieht? Oder wo ich etwas darüber finden kann?

Immer gut Luft,
Gruß Timsky
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henrii.a.c. Masterinstructor, CMAS TL**
05.07.2005 14:39
Du findest Informationen in fast jedem CMAS***-Buch. Die allgemeinen Gasgesetze gelten auch schon bei niedrigeren Drücken nicht mehr als linear. Oberhalb von 200 bar macht es sich aber vergleichbar stark bemerkbar. In einer 10-Ltr-Flasche sind bei 300 bar ca 270 barl Luft drin. Da die Kosten für 300-Bar-Technik recht hoch sind, nehmen die meisten Taucher lieber etwas größere 200-Bar-Flaschen. 12ltr beinhaltet 2400 barl, 15 ltr beinhaltet ca 3000 barl. Füllt man dei 200bar-12ltr-Flasche bis 225 bar, was den meisten Abschaltdrücken von Kompressoren entspricht, ist genauso viel Luft drin wie in der 300bar-10ltr-Flasche. Die 200-Bar-Flaschen bekommt man auch überall gefüllt, was schon mal ein Vorteil sein kann.

Grüße,

henri
05.07.2005 15:27
Hallo Timsky

Ich tauche schon immer mit 300 bar. Bis jetzt hatte ich keine Probleme die Flaschen zu füllen. Die Flaschen kannst du an jeder Füllstation abdrücken > auch nur 200 bar!
Nun zur eigentilchen Frage. Als Faustformel kannst du den Korrekturfaktor 1.1 benützen. Eine 12 Liter Flasche mit 300 bar gefüllt hat ca. 3270 Liter Luft.
05.07.2005 15:34
Hallo,

vergiß irgendwelche Gesetze, bei denen sowieso jeder einen anderen Korrekturfaktor erzählt.

Wenn Du mit 300bar tauchen willst, wirst Du über kurz oder lang feststellen, daß Dein Fini beim Abtauchen meistens doch nur noch 260~270bar anzeigt.

Damit erübrigt sich jegliche Diskussion, da bis dahin allgemein die lineare Kompression unterstellt wird.

BTW: Das reale Luftvolumen ist eigentlich völlig uninteressant. Wichtiger ist die Erkenntnis, ob Du mit dem "Mehr" an Luft (also ca.70bar) etwas anfangen kannst.
Springt im Endeffekt +1 TG raus oder gehen auch 2 "tiefere"...

Wenn ja, tu´ es. Wenn nein, laß es und kauf Dir´ geeignete 200bar Büchsen für das Geld.

MfG
Andreas
05.07.2005 16:44
Hallo,
hat zu dem Thema vielleicht jemand nen Link zum Nachschlagen.
Ich bin bilsang davon ausgegangen, dass bei konstanter Temperatur die Luftmenge linear zunimmt.

Gruß Troy
05.07.2005 17:02
Hallo, kurz geschrieben !

10 l Flasche 100 bar 1100 bar l Faktor 1,1
10 l Flasche 200 bar 2000 bar l Faktor 1
10 l Flasche 300 bar 2700 bar l Faktor 0,9

Habe aber gemerkt das der Energieaufwand um von 200 auf 300 Bar fast so hoch ist wie von 0 - 150 bar zu Komprimieren !!!

Bei niedriger Temp. ziehen sich die Molekühle zusammen und bei 300 bar werden die Flaschen halt wärmer und somit geht auch weniger an Molekühlen rein das nach dem Abkühlen ein Druck von ca. 280 bar stehen bleibt wenn der Abschaltdruck bei ca. 320 liegt, wenn man kein Wasserbad für die Flaschen hat oder sie Nachdrückt !!!!

Besser, günstiger ist halt größerer Flasche und 200 bar, alleine wegen der Gewichtsunterschiede volle Flasche leere Flasche !!!


Jack
05.07.2005 17:06
Hallo,

Wie schon geschrieben, verläuft die Gaskurve Druck * Volumen = konstant ab 200bar nicht mehr linear. Bei 300bar sind es bei Luft ca. 10% weniger, bei Helium sogar gut 30%.

Schaut mal unter van-der-Waals-Kräfte nach.

Da diese Kräfte Druck- und Temperaturabhängig sind, tritt auch der Effekt auf, daß eine befüllte 300bar-Flasche nach dem Abkühlen nicht mal annähernd 300bar aufweist. Man mußt sie schon ordentlich überfüllen, z.B. 340bar o.ä.

Deshalb ziehe ich es vor, eine 200er, oder 232-Flasche lieber um 10% zu überfüllen. Da kommt fast das Gleiche dabei heraus und die Pullen sind nicht so schwer.

Viele Grüße, Patrick
05.07.2005 20:43
Hallo zusammen!

Erstmal vielen Dank für die super Antworten! Der ungefähre Korrekturfaktor ist der Punkt, der für mich relevant ist.
Für die sehr schönen weiteren Kommentare bezüglich Flaschenkauf usw. bedanke ich mich ebenfalls. Ich muss dazu allerdings erwähnen, dass ich diverse 200bar Flaschen besitze und ich im Grunde einen kleinen Schritt in Richtung Tec tauchen gehe. Mir ging es darum das Luftvolumen einer d7 300bar möglichst genau zu berechnen und somit aufgrund meiner bisherigen Erfahrung (auch schon ein paar TG`s ) Vergleiche zu einer 12l 200bar zu ziehen. Das Füllen der Flaschen ist nicht mein Problem, ich verfüge über einen geeigneten Kompressor

Also, nochmal an alle einen herzlichen Dank!
Gruß
Timsky
06.07.2005 08:30
@ Timsky: mal ein wenig in der Thermodynamik-Mottenkuste gewühlt:


Die allgemeine Gasgleichung


Der Zustand eines Systems wird durch die sogenannten Zustandsgrößen Druck, Volumen, Temperatur (innere Energie) beschrieben. Die Zusammenhänge zwischen den Zustandsgrößen eines Systems werden durch die Zustandsgleichungen bestimmt.

Die kalorische Zustandsgleichung
Mit Hilfe der Boltzmannkonstante läßt sich die mittlere kinetische Energie von Gasmolekülen als Funktion der absoluten Temperatur angeben.

Ek = 3/2*k*T

Ek ... mittlere kinetische Energie eines Gasmoleküls.
k ... Boltzmannkonstante (k = 1,38*10-23 J*K-1)
T ... absolute Temperatur



Die kalorische Zustandsgleichung stellt den Zusammenhang zwischen innerer Energie und absoluter Temperatur dar.

U = 3/2*N*k*T

U ... Innere Energie
N.....Anzahl der Teilchen
k.....Boltzmannkonstante
T.....absolute Temperatur



Die thermische Zustandsgleichung:
p = k*T*N/V

p.....Druck
k....Boltzmannkonstante
N....Anzahl der Teilchen des Gases.
V.....Volumen
T.....absolute Temperatur



Die Größen k und NA sind beide konstant und lassen sich zur sogenannten Gaskonstante R (gas constant, universal molar gas constant) vereinigen.

Gaskonstante:
R = k*NA = 8,3 J*mol-1*K-1



Setzt man die Gaskonstante R in die letzte Gleichung ein, so erhält man einen gebräuchliche Form der allgemeinen Gasgleichung, welche auch thermische Zustandsgleichung genannt wird. Die thermische Zustandsgleichung für ideale Gase stellt den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines Gases her.

p*V = n*R*T

p.....Druck
V.....Volumen
n.....Anzahl der Mol
R.....Gaskonstante
T.....absolute Temperatur



Generell gilt, dass die allgemeine Gasgleichung als Näherungslösung für schwach reale Gase bei geringen intermolekularen Wechselwirkungen, kleinen Drücken und hohen Temperaturen (großen Molvolumina) geeignet ist. Insbesondere weisen ideale Gase hierbei keinen Joule-Thomson-Effekt auf

Johannes Diderik van der Waals erweiterte das Gasgesetz zur Van-der-Waals-Gleichung, die das Eigenvolumen der Gasteilchen und die Anziehung zwischen ihnen im Gegensatz zur allgemeinen Gasgleichung mit berücksichtigt und somit auch als Näherung auf reale Gase angewendet werden kann.



(p+a/Vm2)*(Vm-b)= R*T



Hierbei stehen die einzelnen Formelzeichen für folgende Größen:

V - Volumen

Vm - molares Volumen

n - Stoffmenge

T - Temperatur

p - Druck

R - universelle Gaskonstante

a, b - van-der-Waals-Parameter (aus Tabelle ablesen)



So, und nun viel Spaß beim rechnen...
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