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Auftrieb

Im Zusammenhang mit grösseren Tauchtiefen wird oft davon gesprochen, dass dann ein Grösseres Volumen nötig wäre. Wie wird das begründet? Die Dichte von Luft ist 1,29 g/dm^3 (bei 1 bar), damit selbst bei einer Tiefe von 100m und damit einer Dichte von 12,9 g/dm^3 im Vergleich zu Wasser mit 1000 g/dm^3 immernoch verschwindet klein (0,129%-->1,29%), damit kann man wohl kaum rechtfertigen 10l mehr Auftrieb zu brauchen, oder? Man könnte jetzt anführen, dass man bei Tiefen Tauchgängen mehr Gerödel mit sich rumschleppt, das negativen Abtrieb bedeuten kann, geht es darum?
Im Prinzip müsste es schon was mit der Dichteänderung zu tun haben, sonst wäre tarieren auf 3m ja nicht schwieriger als auf 30m- mir kommt der Unterschied nur so klein vor das ich keine so grosse praktische Auswirkung erwarten würde.. Oder muss man die relative Änderung der Dichte betrachten, warum wäre das Sinnvoll?
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11.05.2007 13:31
Hi,

das (örtliche) Volumen an Gas, das für den Aufrieb verantwortlich ist, bleibt in allen Tiefen gleich. Im Trilaminatanzug ("Konstantvolumenanzug") erfährt man das ganz praktisch. Ein Neoprenanzug wird dagegen komprimiert, deshalb benötigt man in der Tiefe entsprechend mehr Volumen im Jacket. Das Gesamtsystem Taucher stellt also in allen Tiefen das selbe Volumen ein.

Aber

Der Druck nimmt in der Tiefe relativ geringer zu:

Druckverdoppelung gegenüber Meereshöhe auf 10m nächste Verdoppelung auf 30m, 70m etc. Die zum Tarieren benötigte Gas*menge* nimmt aber zu: PxV=constant d.h. Für das gleiche Gasvolumen (gleicher Auftrieb) brauchst du bei doppeltem Umgebungsdruck die dopplte Menge an Luft (angenommen es sei ein ideales Gas).

Grüße
Klaus
11.05.2007 13:51
Das ist ja genau was ich meine, die Gasemenge nimmt zu, nicht aber deren Volumen; das ist gleichbedeutend mit einer Änderung der Dichte wie oben ausgeführt. Für ist das Volumen und das Gewicht entscheident, zweiteres ändert sich mit der Dichte (bei V=const), aber eben im Verhältniss vom Gewicht von Wasser (das verdrängt werden muss) nicht sehr stark und das beschreibt ja meinen Auftrieb (der sich demnach mit konstantem v tatsächlich mit der Tiefe ändert, aber eben nicht besonders signifikant) , warum sagt man dann also das man für grössere Tiefen ein grösserers Volumen braucht (mal abgesehen vom Neopren wenn man welches benutzt)? Warum ist tarieren bei geringerem Aussendruck schwerer?
Mache ich einen Denkfehler?
11.05.2007 14:01
Moin Maya-Dämon,

in geringeren Tiefen ist die Druckdifferenz viel größer (von 0 auf 10 m + 100%, von 10 auf 20 m +50%, etc), als in größeren Tiefen, was natürlich die genaue Dosierung zum Ausgleich der benötigten Gasmenge erschwert, das System reagiert hier einfach sensibler.

Widukind
11.05.2007 14:12
Na ja, primär brauchst Du zum Abtauchen von der Oberfläche zusätzliches Gewicht, idR Blei, weil das Gewicht von Dir und Ausrüstung kleiner ist, als der so erzeugte Auftrieb (resp. Verträngung von Dir und Ausrüstung). Bei richtig gewählter Bleimenge kehrt sich das Verhältnis bereits in relativ geringer Tiefe um. Der Druck reduziert den Auftrieb von Dir und Ausrüstung. Haupteffekt wird hier wohl der Anzug sein. Hinzu kommt vielleicht zu geringen Anteilen komprimierbare Materialien an Jacket, Füßlingen, etc. Eigentlich brauchst Du unabhängig von der Tiefe nur so viel Auftrieb im Jacket, um den bei dieser Tiefe herschenden Abtrieb von Dir und Ausrüstung auszugleichen plus etwas mehr um Auftrieb herzustellen. In der Praxis willst Du etwas mehr AUftriebsvolumen haben, als regelmäßig benötigt, um Reserve zu haben (Bsp. wenn Du einen anderen Taucher mit tarieren musst, oder zusätzliche schwere Ausrüstung wie Stages oder so mit Dir rumschleppst).
Da mit zunehmender Tiefe der Auftrieb der komprimierbaren Bestandteile Deiner Ausrüstung immer weiter abnimmt, brauchst Du immer mehr Volumen im Jacket je tiefer Du gehst. Klaus hat natürlich Recht, die Unterschiede werden mit zunehmender Tiefe dann geringer. Aber sie bleiben halt schon erhalten.

Eine persönliche Anmerkung: Die Auftriebsvolumina der Jackets werden häufig betrachtet die PS-Angaben von Autos. Viele machen`s, aber nur weniger nutzen die vorhanden Leistung auch oft aus. Die meisten kommen auch mit weniger zurecht. Für mich steht das Volumen jedenfalls nicht ganz oben auf der Prioritätenliste.
11.05.2007 14:20
Danke für die Antworten!
Mir ist trotzdem nicht klar warum es eine sensibilität für den relativen Druckunterscheid gibt. Angenommen ich bin auf 5m (1,5bar) und bewege mich 1m nach oben (1,4bar), dann ergibt sich ein Druckdifferenz von 0,1bar, als id. Gas mit P*V=n*Kb*T=const. ist die Änderung des Volumens im Tariermittel delta(V)=const./delta(p) also konkret delta(V)=const./0,1bar, das gilt doch aber völlig unabhängig von der Tiefe in der ich mich befinde immer wenn ich mich einen Meter nach oben bewege; also auch von 40m auf 39m, oder? Wenn ein Inflator eine konstante Durchstömmenge Gas hat (und nicht ein konst Strömendes Volumen) wäre es allerdings so, dass die Dosierung ungenauer wird, umso kleiner der Aussendruck ist, weil über die Zeit ein grösseres Volumen einstömt- auch müsste man dann länger Drücken um ein gleiches Volumen auf Tiefe einstömen zu lassen; ich hab da noch nie so genau drauf geachtet.. Wenn ich mit der Betrachtung falsch liege, versucht es bitte mal mathematisch auszudrücken, das hilft mir immer bei sowas.. Danke
11.05.2007 14:26
wenn ich Trilaminat trocken tauche, ist meine Kopfhaube glaube ich das einzige das komprimiert werden kann, das sollte nicht soviel ausmachen. Mit meinem 2*66lbs Wing hab ich da dann einen echten Rennwagen
11.05.2007 14:41
Ein ähnliches Problem habe ich übrigens auch mit dem Verständniss für die Algorithmen für die Dekoberechnung. Auch hier würde ich erwarten, dass der die Absolute Druckdifferent (zwischen Gewebe- und Aussendruck) entscheident ist- die verläuft eben linear mit der Tiefe (1m Wasser sind eben immer 0,1bar, egal ob auf 2m oder auf 50m). Warum ist es dann sinnvoll bei Annäherung an die Oberfläche langsamer aufzusteigen? An welcher Stelle kommt die relative Änderung des Drucks ins Spiel?
neoonfischvoll krass zertifiziert
11.05.2007 15:04
Dein Denkfehler ist, dass nicht der Druck betrachtet werden muss, sondern das Volumen. Der Druck nimmt schon linear mit der Tiefe zu. Da aber das Volumen mit dem Kehrwert des Druckes skaliert, ändert sich das Volumen nicht linear mit der Tiefe, sondern geht mit 1/p.

Die Änderung der Auftriebes wird nur durch die Volumenänderung erzeugt. Wärest du und deine Ausrüstung absolut nicht komprimierbar, hättest du in jeder Tiefe gleichen Auf- oder Abtrieb.

So aber reduziert sich dein Volumen umgekehrt proportional mit dem (linear mit der Tiefe ansteigenden) Druck. Schau dir mal den Graph der Kurve f(x) = 1/x an. Der ändert sich stark für kleine x (sprich geringe Tiefe) und danach weniger stark (sprich größere Tiefe)
11.05.2007 15:34
Super, das lösst einen Knoten damit ist das mit den Aufstiegsgeschwindigkeiten klar und auch warum tarieren bei geringem Ausendruck schwieriger ist als bei hohem!
Ist eure Antwort auf die Volumenfrage damit, dass man eigentlich keinen grösseren Auftrieb in der Tiefe braucht? Mal abgesehen von Auftriebsverlusten wegen der Komprimierung des Materials (Anzug, Unterzieher,..) das ja eben mit 1/x ziemlich früh gegen einen Minimalwert konvergieren sollte.. Man selbst sollte nicht komprimieren oder? Das sollte ja nur die Hohlräume im Körper betreffen, die man ja ausgleicht. Die Dichteänderung der Luft haltet ihr auch für irrelevant, oder?
tl3Instructor Trainer
11.05.2007 15:52
@vucub-caquix

Tauchen findet nicht (nur) im Kopf statt, es findet im Wasser statt.
Tarieren ist bei 3m genau so leicht oder schwer wie bei 30m.
Solange Luft in das Auftriebsmittel blasen bis man schwebt – fertig.

Nur geht es bei 3m nicht so fein dosiert, wie bei 30m.
Musst du bei 3m 2 sek. den Inflator drücken, musst du es bei 3m schon 8 sek. machen.

„Die Änderung der Auftriebes wird nur durch die Volumenänderung erzeugt. Wärest du und deine Ausrüstung absolut nicht komprimierbar, hättest du in jeder Tiefe gleichen Auf- oder Abtrieb.“

Das ist fast richtig, es kommt natürlich noch die abnehmende Gewichtskraft hinzu. Ich gehe mal davon aus, das du während des Tauchganges atmen wirst.

TL3
tl3Instructor Trainer
11.05.2007 15:56
@vucub-caquix

Auch der Körper wird komprimiert.
Und den Volumenverlust im Margen-Darm bereich könntest du nur durch essen von Hülsenfrüchten ausgleichen.

TL3
11.05.2007 16:08
Wahrscheinlich wird grade dann besonders komprimiert
Was ich mir "Schwierigkeit" des Tarierens meine ist natürlich die Sensibilität des Systems, also das der Unterschied zwischen 30m und 29m einfach weniger auffällt als der zwischen 10m und 9m.
tl3Instructor Trainer
11.05.2007 16:19
@vucub-caquix

Das was ich mit dem Inflator beschrieben habe, passiert natürlich auch mit der Lunge beim Atmen.
Wenn du bei 30m tief einatmest, passiert wenig. Atmest du bei 3m tief ein, hast du eine deutlich Volumenveränderung.

TL3
11.05.2007 16:34
"Wenn du bei 30m tief einatmest, passiert wenig. Atmest du bei 3m tief ein, hast du eine deutlich Volumenveränderung" Das verstehe ich nicht.
Unabhängig von der Tiefe hat die eingeatmete Luft (nahezu) Umgebungsdruck. Die Veränderung des Lungenvolumens durch z.B. maximales Einatmen sollte somit tiefenunabhängig sein.
tl3Instructor Trainer
11.05.2007 16:44
Ja, in der Theorie sieht das so aus.
Probiere es aus. Du wirst sehen, bei 30m passier weniger. Bei 3m wirst du deutlicher zu steigen beginnen.
„Tauchen findet nicht (nur) im Kopf statt, es findet im Wasser statt.“
11.05.2007 16:55
Das wird mit damit zu tun haben das eine Abweichung aus dem Gleichgewicht bei 30m aus genannter 1/x Abhängigkeit weniger stark zum Tragen kommt, also auf 3m. Das heisst die Änderung des Auftriebs ist bei beidem Tiefen nahezu gleich (Abgesehen davon das die Luft etwas dichter ist und damit minimat mehr wiegt auf 30m), aber die da durch erfolgende Änderung der Tiefe führt auf 3m zu einer viel dramataischeren Änderung (Vergrösserung) des restlichen Tariervolumens als auf 30m!
11.05.2007 17:33
vucub-caquix (ich hatte nicht erwartet, daß sich jemand noch einen unangenehmer zu tippenden Nick als Vercingétorix ausdenkt...) hat recht, Kein Nick auch.

Die Volumenänderung und die Änderung des Auftriebs ist nach dem Einatmen auf 3m und 30m gleich groß (z.B. 1l). Ist der Taucher vor dem Einatmen austariert, entsteht durch das nach dem Einatmen größere Volumen ein Auftrieb, der den Taucher einige cm anhebt. Dabei dehnt sich auch die Luft im übrigen Tariermaterial aus, und zwar prop. zur relativen Druckabnahme, zu denen die paar cm geführt haben.

Da die relative Druckänderung bei niedrigerem Gesamtdruck (3m) größer ist als bei hohem (30m), ist das Tariergleichgewicht bei geringerer Tiefe deutlich weniger stabil.

Ein tiefer Atemzug auf 3m bringt einen also ziemlich sicher aus der Tarierung, bei 30m wahrscheinlich nicht. Das war wohl das, was TL3 meinte.
Gruß!
tl3Instructor Trainer
11.05.2007 18:56
Ja,
wobei kein _Nick in der Theorie natürlich recht hat.
11.05.2007 18:58
Falls es jemanden interessiert hier die Formel für das resultierende Volumen nach bei Druckänderung- die Formeln mit delta(V) weiter oben beinhalten einen Denkfehler. Richtig wäre es so:
V1*P1=const. V2*p2=const. => V1*p1=V2*p2 => V2=V1*(p1/p2); mit V1 Volumen vor der Druckänderung und V2 Volumen danach. Man sieht dann die Abhängigkeit des Wertes von der relativen Druckänderung p1/p2. Das ist eben von 30m auf 29m viel kleiner als von 5m auf 4m..
11.05.2007 19:00
@tl3: er hat auch in der Praxis recht
11.05.2007 19:57
Hi,

ist ja nun alles klar .

Aber Vorsicht, immer wieder werden (auch hier) Gasvolumen und Gasmenge durcheinander gebracht.

Grüße
Klaus
11.05.2007 23:38
Seit wann ist Volumen eine Einheit - und schon gar SI? und ein Kilo (~meter? ~watt? ~Pont? ~gramm?) ist auch nicht gerade präzise. Und was willst du mit deinem Posting sagen?

Frei nach Valentin: Es Ist schon alles gesagt, nur nicht von jedem
12.05.2007 00:46
@hastemalne: als Physiker kann ich ganz gut mit negativem Auftrieb leben- vernünftig ist, was zweckmässig ist; Dogmen stehn da meistens im Weg..!
Was genau wollstest du denn damit sagen und was hats mit Nitrox zu tun?
12.05.2007 01:05
Hi vucub-caquix,

das mit dem 40 Nitrox ist das gleiche wie mit 40 m. Ist ein oder beides >40 stirbst du automatisch. Zu mindestens ist das ein Dogma einiger Tauchverbände, die ursprünglich nicht auf diesem Kontinent beheimatet waren.
Das aber ist schon wieder eine ganz andere, lange, Geschichte.

Bis dann und schöne Nacht,
D3
12.05.2007 02:20
Dann werde ich mal aufpassen das nichts grösser als 40 wird so generell..
Gute Nacht
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