Hier können alle Fragen zum Thema Tauchausbildung ausgiebig diskutiert werden. Verbandsübergreifend kann hier nach allem gefragt werden was zum Bereich Aus- und Fortbildung gehört - moderiert von erfahrenen Tauchern.

Auf/Abtriebsberechnung

Eine Physikfrage nicht alltäglicher Art:

Kurzum: Ein Kollege und ich diskutieren seit langem über Auftriebsvolumen bei Jackets ! Mal gespannt, was ihr so sagt:

Mein Kollege möchte wissen, ab welcher Tiefe er mit negativem Auftrieb rechnen muss, wenn er

- in Süsswasser tauchen will , - seine gesamte Ausrüstung incl. Flasche (12er, gefüllt ), Atemregler ca. 16 kg beträgt, er einen 7mm HT Anzug anhat, und 7,5 kg Blei benötigt und das Jacket 140 NM Auftrieb hat ????

Ab welcher Tiefe bekommt er Abtrieb, wenn das Jacket bis zum Rand mit Luft gefüllt ist und er noch kein Blei abwerfen muss um Auftrieb zu bekommen ?

Gibt es eine Faustformel dafür ? Spielt das Körpergewicht des Tauchers noch eine Rolle oder eher der Anzug den er anhat ?

Ich bins gespannt auf eure Antworten !!

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22.01.2006 23:54
Die Faustformel ist, wenn die Masse des verdrängten Wassers kleiner wird, als die Masse des Tauchers incl. aller Ausrüstung .
23.01.2006 00:08
darauf aufbauend:

Wenn man vom Luftverbrauch absieht, sind Neoprenteile die einzigen Teile, deren spezifisches Gewicht sich ändert, weil sich das Neopren unter dem Druck komprimiert, dadurch an Volumen verliert, aber sein Gewicht behält.

Wie stark sich der Anzug komprimiert ist abhängig von Material und Alter, läßt sich also nicht pauschal sagen.

Gruß Ralf
23.01.2006 00:52
Tecdingens: Vetter Klaus spricht die Wahrheit, wenn er Archimedes interpretiert. Euch empfehlen wir die Nachschulung...
guntherTL***
23.01.2006 08:22

Lieber Tecdiver77 so ist die Frage sicherlich nicht zu beantworten. Man müßte u.a. das verdrängte Volumen der Ausrüstung und des Tauchers wissen.
Wie Du Dir denken kannst, ist es schon ein Unterschied ob eine 50 kg Persönchen oder ein 100 kg Brocken einen 7mm anhat
Viele Grüße
Gunther



DiveDevilCMAS***
23.01.2006 11:23
Hätte dein Kollege mit genau dieser Ausrüstung aber ohne Anzug denn bei voll aufgepumptem Jacket Abtrieb? (Das auszuprobieren würde ich aber eher im Sommer oder im Schwimmbad empfehlen )
Wenn ja, sollte er sich mal Gedanken über die Bleimenge machen, dann dann könnte es tatsächlich passieren, dass es ab einer gewissen Tiefe, wenn der Auftrieb des Anzugs quasi wegfällt, kritisch wird.
Wenn nein, sollte es kein Problem darstellen, denn sooo viel Abtrieb hat auch ein komplett zusammengedrückter Neoprenanzug nicht - aber halt auch keinerlei Auftrieb mehr.
Das müsste doch so funktionieren, oder? korrigiert mich bitte, wenn ich falsch liege...
23.01.2006 12:13
Hi,
"der Verlust an Gewichtskraft eines Körpers beim Eintauchen in eine Flüssigkeit entspricht der Gewichtskraft der Flüssigkeit, die von dem Körper verdrängt wird".
Das stammt nicht von mir, sondern von Archimedes.
Es kommt also ausschließlich auf das Volumen an.
Das ändert sich natürlich z.B. bei Neopren unter Druck, da die dort eingeschlossen Luftbläschen komprimiert/dekromprimiert werden und sich dadurch das Volumen des Anzuges ändert.
Da ein/e Taucher/in mit 50 kg Lebengewicht weniger Neopren für ein gleichstarken Anzug braucht, wie ein 100 kg Mensch, ist das Auftriebsverhalten dadurch bedingt natürlich unterschiedlich.
Die Dichte der jeweiligen Flüssigkeit spielt dabei überhaupt keine Rolle.
Gruß Werner
23.01.2006 12:18
Hallo zurück,

wisst ihr warum ich seit gestern Abend leicht grinse. Ich hab so das Gefühl, das keiner hier so richtig weiss wie´s geht. Aber tröstet euch, ich weiss es auch nich so genau.

Ich gebe Gunter insofern Recht, dass es natürlich einen Unterschied macht, ob ein 50 kg oder 100 kg Mensch ins Wasser steigt. ABER: ob 50 oder 100 kg halte ich für zu ungenau, um eine Berechnung durchzuführen. Denn müsste man wissen, welches Volumen hat ein 100 kg Mensch ? Und welcher hat ein 50 kg Mensch ? Ich würde das mal dahingestellt lassen, denn ich unterstelle mal, dass ein etwas schwerer Mensch mit mehr Volumen, automatisch natürlich bedingt durch den Auftrieb des Anzugs auch mehr Blei mitnimmt. Die gegeben Daten haben wir aber: 7,5 kg Blei ! Also wir halten fest: Um bequem abtauchen zu können incl. des HT Anzugs, brauch er 7,5 kg Blei. Sein Jacket hat ein Auftriebssvolumen von ca. 15 l .Seine Ausrüstung wiegt 16kg. Man müsste doch mal erst erechnen wieviel Auf oder Abtrieb die Ausrüstung( Volumen ) erzeugt, bzw. wieviel der Anzug !


23.01.2006 12:30
Hi,

will noch was dazu beitragen, denn die Frage ist so, wie sie gestellt ist, unsinnig. Also:

Ein mehr oder weniger normalgewichtiger Taucher in Badehose ohne Neo, aber mit einem DTG (normale Stahlflasche) und leerem Jacket auf dem Rücken und Automat im Mund kann ohne Blei in allen Tiefen (Süßwasser) einigermassen mit der Atmung tarieren.

Mit dem Blei kompensiert er den Auftrieb des Neoprens in 2-3m Tiefe. Hat er noch weitere schwere Ausrüstung dabei, braucht er entsprechend weniger Blei.

Wenn er nun abtaucht, wird das Neo zusammengepresst und er gibt statt dessen Luft ins Jacket. Würde er, zuerst austariert, aus 10m wieder hoch schießen, ohne die Luft aus dem Jacket abzulassen, würde sich das Luftvolumen im Jacket an der Oberfläche verdoppeln (Boyle-Mariotte, CMAS-Grundtauchschein-Prüfungsfrage).

Zur Frage der Mindestgröße eines Jackets:
Das Jacket braucht mindestrens so viel Volumen, dass es das Gewicht der Ausrüstung ohne DTG und einem Regler (s.o.) als "Hebesack" heben könnte: Also 7,5 kg Blei + Gewicht von Anzug + Abtrieb Lampe + 2.Regler etc. Insgesamt also etwa 9-10 Kg. D.h. ein Jacket mit 10l Luftvolumen wäre gerade so ausreichend. Und das in allen Tiefen, denn die Masse des verdrängten Wassers ändert sich in der Tiefe nicht: Durch das Tarieren haben Jacket + Neopren immer das selber Volumen und das Volumen des austarierten Tauchers ändert sich in unterschiedlichen Tiefen nicht.
Um Reserven zu haben, auch mal Auftrieb für den Buddy mit herzustellen etc., nimmt man aber ein Jacket, das wesentlich mehr Volumen aufnehmen kann.

hth
Klaus
RobertHilfsschlammaufwühler dritter Klasse.
CMAS ***, VDST TRIMIX, VDST TRIMIX CCR, PATD TRIMIX, IANTD TRIMIX CCR, VDST TL**
23.01.2006 12:33
Ohh mann,

ist ja echt ein Trauerspiel...

16kg Flasche + Luft + Regler
12L Luft = 12*1,239 g/l = 2,88kg
Dichte von Stahl (der Einfahcheit halber auch für Regler angesetzt) = 7,8kg/l bei = 13,12kg = 13,68l Verdrängung

Macht
für Flasche voll 2,32kg Abtrieb
für Flasche leer 0,56 kg Auftrieb

7,5kg Blei dazu:
für Flasche voll 9,82kg Abtrieb
für Flasche leer 6,94 kg Abtrieb

Dem dagegen:
140NM entsprechen 14,2kg Auftrieb.

Die Ausrüstung kann also schon mal geborgen werden.
Offen ist: was hat der Mensch für Auftrieb.
Wenn ich den Anzug wegen der Kompression auf Tiefe mal als "neutral" stehen lasse.

Mir persönlich wäre das Jacket zu knapp bemessen.

Die korrekte Umrechnung in N kann jetzt jeder selbst machen.

Gruß
Robert
23.01.2006 12:51
Abgesehen vom "Gewichts"begriff hat schoppi im Prinzip recht (Gewicht ist aber Masse mal Beschleunigung, und da Masse und Gravitation im Wasser und an Land identisch sind, ist es das Gewicht auch.) Aber schon klar; taucherische Begriffe. Die Diskussion erspare ich mir.

@schoppi:
"Die Dichte der jeweiligen Flüssigkeit spielt dabei überhaupt keine Rolle."
Das ist natürlich völliger Unsinn. In Salzwasser (größere Dichte) ist der Auftrieb größer, und natürlich ist auch die Auftriebsverringerung bei komprimiertem Neopren dann größer.

Praktische Antwort aber: Bei vernünftig bestimmter Bleimenge wird der Taucher in einem normalen Neoprenanzug bei normalem Jacket nie absacken. Unter der Annahme, daß der Taucher ohne Anzug halbwegs neutral tariert wäre, und zum Ausgleich des Neoprenauftriebs an der Oberfläche das Blei benötigt, müßte der Jacketauftrieb das Bleigewicht kompensieren, falls der Wasserdruck den Neoprenanzug stark zusammengedrückt hat.. Dazu käme noch das Gewicht (abzüglich Auftrieb) der Flasche; ungünstigster Fall wäre die volle Flasche (weil höchstes Gewicht).
"7,5 kg Blei benötigt und das Jacket 140 NM Auftrieb"
Die Maßeinheiten bitte nochmal überprüfen. Die Maßeinheit der Kraft ist *nicht* NM (und natürlich auch nicht kg oder l). Aber wenn ich`s richtig errate, blieben bei stark zusammengedrücktem Anzug noch rund 60N (das sind in Tauchersprache gleich 6kg oder 6l) Auftrieb übrig, abzüglich dem Effekt (Luftgewicht) der vollen Flasche; mal grob vereinfacht. Das reicht zum absacken nicht, da mußt Du auch in größerer Tiefe noch mindestens 4..6kg Blei dazupacken.

Faustregel:
Solange Dein aufgepumptes, mit Blei und Flasche beladenes Jacket an der Oberfläche noch schwimmt, kann nichts passieren. Nur die Rettung eines zweiten Tauchers könnte bei geringem Auftrieb des Jackets erschwert sein.

Erst bei deutlich größerer Tiefe könnte theoretisch der Flaschendruck zum befüllen des Jackets nicht mehr ausreichen. Entweder weil der Flaschendruck zu niedrig ist (z.B. in 200m Tiefe wird`s ab ca. 30bar schwer, den Mitteldruck normgerecht zu erzeugen; bei ca. 21bar geht überhaupt nichts mehr). Oder weil man schneller sinkt, als Luft ins Jacket nachströmen kann; Luftkomprimierung im Jacket schneller als möglicher Ausgleich durch nachströmende Luft. Beides sehr konstruierte Fälle (sofern Einlaßventil nicht defekt bzw. Überlebenswahrscheinlichkeit mangels Luftvorrat nicht ohnehin bei Null).

Und nun mal Spaß beiseite: Was ist ein Tec-Diver?
23.01.2006 13:03
Ach, kleine Ergänzung noch:
Wir reden natürlich nur vom *statischen* Verhalten. Wenn etwa im Meer noch abwärtsgerichtete Strömungen hinzukämen...
23.01.2006 13:15
noch´n Gedicht...(H.Erhard)...:

zu Deiner konkreten Frage: Was heißt Jacket hat Auftrieb von 140 NM? Nm ist die Einheit für eine potentielle Energie. Auftrieb ist aber eine Kraft. Also meinst Du wahrscheinlich 140 N (Newton). D.h. Du meinst ein Jacket mit 140 / 9,81 = 17,32 Litern Volumen.

Du sagst, die Ausrüstung wiegt (an Land) 16 kg. Leider gibst Du das Gewicht der Stahlflasche nicht an, denn die ist im Wasser ziemlich neutral. Gehen wir daher mal von einem negativen Auftrieb der Ausrüstung im Wasser von 8 kp aus.

Wenn also der Taucher mit vollem(!) Jacket unter Wasser gedrückt wird, ist er also in einer Tiefe neutral tariert, in der das Volumen auf 7,5 L geschrumpft ist. Druck mal Volumen = konstant d.h. 17,32 mal 1= 8 mal x. x = 2,17 bar. Das entspricht einer Tiefe von 11,7m.

Wenn Du also Deinen Taucher mit an der Oberflächwe maximal aufgeblasenem Jacket auf nach unten drückst (z.B. mit einem Schlitten für Apnoetaucher), ohne dass er unterwegs noch Luft dazugibt, bekommt er etwa bei >11,6 Metern negativen Auftrieb.

Jetzt aber genug gespielt...

Grüße
Klaus
23.01.2006 13:21
"140 / 9,81 = 17,32" ist natürlich vertippt . 14,27. Kann jetzt aber jeder selber die Rechnung nachholen...
RobertHilfsschlammaufwühler dritter Klasse.
CMAS ***, VDST TRIMIX, VDST TRIMIX CCR, PATD TRIMIX, IANTD TRIMIX CCR, VDST TL**
23.01.2006 13:22
@kwolf1406

wie Du bei 140 / 9,81
auf 17,32 Litern Volumen kommst musst Du mir mal vorrechnen.



Gruß
Robert
RobertHilfsschlammaufwühler dritter Klasse.
CMAS ***, VDST TRIMIX, VDST TRIMIX CCR, PATD TRIMIX, IANTD TRIMIX CCR, VDST TL**
23.01.2006 13:23
Mist, er hat s gemerkt....

23.01.2006 13:41
Wunderbar,
flasche versus Archimedes!
Nomen est omen.
Werner
23.01.2006 14:02
Schoppi, du bist, entschuldige das harte Wort, ein Schwachkopf. Unkonkret, argumentationsschwach, allenfalls zum ungenauen nachplappern uralter Aussagen fähig, ohne die konkret anzuwenden oder gar in den heute gültigen Sprachgebrauch übersetzen zu können.

Lies hier nach:
http://de.wikipedia.org/wiki/Archimedisches_Prinzip
"Das Archimedische Prinzip wurde vor über 2000 Jahren vom altgriechischen Gelehrten Archimedes entdeckt. Es lautet: Die Auftriebskraft eines Körpers ist genau so groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums.
Es hat den Anschein, dass ein Gegenstand in Wasser ’’leichter’’ ist. Die Masse des Körpers bleibt jedoch unverändert. Dieser Eindruck entsteht, da die resultierende Kraft um die Auftriebskraft, die der Gewichtskraft entgegen wirkt, verringert wird."

Du sagst, daß das Gewicht im Wasser kleiner wird. Du sagst, daß die Wasserdichte keine Rolle spielt. Beides ist grober Unfug. Wenn man keine Ahnung hat...
23.01.2006 14:14
lesen müße man können, flasche.
Oder besser: lesen und das Gelesene verstehen.

Stephan K.PADI DM, CMAS***, SSI XR, Apnoe 1, Eistauchen
23.01.2006 17:02
Ein "Dicker" hat natürlich mehr Aufrieb als ein "Dünner".
Fett schwimmt bekanntlich oben.

Aber eigentlich komprimiert sich nur der Anzug dementsprechend reicht es Annäherungsweise mal mit und ohne Anzug zu tauchen. (ist ja schon erwähnt worden.
Beim Menschen kömprimiert sich eigentlich nichts und das zusätzliche Gewicht von der kömprimierten Luft in der Lunge/usw. ist vernachlässigbar gering.

Nicht eingerechnet sind natürlich die Gase im Gedärm bei z.B. Zwiebel oder Erbsensuppe.
Da kann es natürlich einige Auftriebsvariationen geben. Insbesonders beim plötzlichen "Abgasen", aber auch beim Aufstieg kann dies zu Tarierungsproblemen (auf Grund der Volumenausdehnung) führen. Geplatzt ist noch keiner dank eingebautem "Sicherheitsventil".
23.01.2006 19:09
"Ein "Dicker" hat natürlich mehr Aufrieb als ein "Dünner". Fett schwimmt bekanntlich oben"

Naja, meine Erfahrung mit dicken und dünnen Freunden beim Schwimmbadtraining ist, dass mit ABC-Ausrüstung auch die Dicken den Unterschied beim Biopren mit der Luftfüllung in der Lunge ausgleichen können. ich halte den Unterschied in der Praxis nicht für relevant.
Stephan K.PADI DM, CMAS***, SSI XR, Apnoe 1, Eistauchen
23.01.2006 22:40
@ kwolf1406

Naja, nehmen wir einfach nur mal ein halbes Kilo Auftiebsunterschied an.
Aber richtig interessant wird es bei den Anzügen.
Da ein Dünner naturgemäß auch deutlich weniger Neopren als ein Dicker an hat (also der Anzug und nicht Biopren) gibt es dann richtige Unterschiede.
Viel Neopren = viel Blei = viel Auftriebsverlust in der Tiefe (beim Dicken natürlich)

24.01.2006 04:12
Denke nicht, dass irgendeine Rechnerei hier was bringt, ohne zu wissen wieviel Auftrieb der Kollege und sein Anzug haben.

Er koennte z.B. einfach im Schwimmbad ohne Anzug, aber kompletter Ausruestung checken wieviel Blei er braucht, um mit halbvoller Lunge nicht ganz unterzugehen (Tarierungskontrolle) und dann das ganze mit Anzug durchfuehren. Die Differenz plus etwas Reserve muss sein Tariermittel heben koennen. Wenn er sich gerne ueberbleit muss er das extra Blei natuerlich auch noch reinrechnen.

Ausser hoffnungslos ueberbleit sehe ich keinen Grund, warum sein Jacket ihm nicht komplett aufgeblasen Auftrieb verschaffen soll. Wenn es denn noch aufgeblasen werden kann, wie flasche an anderer Stelle schon bemerkt hat.
24.01.2006 13:29
Tipp: kauf Dir von Thilo Künneth das Buch "Tauch-Theorie", da werden Deine Fragen ziemlich umfangreich behandelt und erschöpfend beantwortet.
Viel Spaß beim Lesen
Antwort