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Formel und Gesetze: Beispiele zu den Gesetzen und Formeln: Benötigter Flaschendruck berechnen Druckveränderung bei Temperaturabweichung Pelostufen und
rezidente Werte Boyle / Mariotte: Bei gleich bleibender Temperatur steht für eine gegebene Gasmenge der Druck im umgekehrten Verhältnis zum Volumen. (Komprimierung der Luft beim Abtauchen) __________________________________________________________ Archimedes: Ein Körper verliert beim Eintauchen in eine Flüssigkeit scheinbar so viel an Gewichtskraft, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeitsmenge wiegt. (hydrostatisches Gleichgewicht, Auf- und Abtrieb) __________________________________________________________ Dalton: Der Gesamtdruck eines Gases ist die Summe der Teildrücke seiner Bestandteile. (Partialdruckberechnung) __________________________________________________________ Henry: Bei konstanter Temperatur steht die Menge des in Flüssigkeit gelösten Gases im Sättigungszustand in direktem Verhältnis zum Druck des über die Flüssigkeit stehenden Gases. (Gase lösen sich aus in der Flüssigkeit / Dekompressionskrankheit) __________________________________________________________ Gay-Lussac: Bei konstantem Volumen wächst der Druck einer gegebenen Gasmenge im gleichen Verhältnis wie die absolute Temperatur. (Druckdifferenz beim abkühlen von Druckluftflaschen, bzw. Druckzunahme bei Erwärmung)
__________________________________________________________ Druck ist die Kraft welche auf eine Fläche wirkt. p=
Kraft = F
[bar] 10 N/cm2 = 1bar __________________________________________________________ Umgebungsdruck = Luftdruck + Umgebungsdruck Luftdruck: Ist abhängig von der Höhenlage. Grundsätzlich wird angenommen, dass bei 0 m ein Druck von 1 bar herrscht! Pro 100m Höhenzunahme nimmt der Druck um 0,01 bar ab.
__________________________________________________________ Bei gleich bleibender Temperatur steht für eine gegebene Gasmenge der Druck in umgekehrten Verhältnis zum Volumen p V = konstant Daraus lässt sich für das Tauchen folgendes ableiten: p1 * V1 = p2 * V2 Anfangsdruck * Anfangsvolumen = Enddruck * Endvolumen Deshalb: __________________________________________________________
__________________________________________________________ Der Gesamtdruck eines Gases ist die Summe der Teildrücke seiner Bestandteile. pg = p1 + p2 + p3 + ... + pn Bei unserer Atemluft bedeutet dies :
__________________________________________________________ Bei konstanten Volumen wächst der Druck einer gegebenen Gasmenge im gleichen Verhältnis wie die absolute Temperatur. Absolute Temperatur ? 0° C => 273 K Das Gesetz sagt nun aus: p/T = konstant also: P1 = P2 __________________________________________________________ Bei konstanter Temperatur steht die Menge des in eine Flüssigkeit gelösten Gases im Sättigungszustant in direktem Verhältnis zum Druck des über der Flüssigkeit stehenden Gases ! Diffusion => Eintritt und Austritt von Gas in eine Flüssigkeit Die gelöste Menge
an Gas ist gleich bleibend, jedoch: bei doppeltem, dreifachen Gasdruck wird die
doppelte, dreifache Gasmenge gelöst ! Sättigungsvorgang: Die Sättigung bzw. Entsättigungsgeschwindigkeit eines Gases in einer Flüssigkeit ist proportional zu:
__________________________________________________________ Ein Körper verliert beim Eintauchen in eine Flüssigkeit scheinbar soviel Gewicht, wie die vom ihm verdrängte Flüssigkeitsmenge wiegt. Austarieren hydrostatisches Gleichgewicht = austariert -> ich verdränge soviel Wasser das ich schwebe Auftrieb -> Verdrängte Wassermenge wiegt mehr als das Eigengewicht Abtrieb -> Verdrängte Wassermenge wiegt weniger als das Eigengewicht __________________________________________________________ Partialdruck Gase = Umgebungsdruck * Gasanteil in % Beispiel: Gegeben: 30 m
Tauchtiefe;
Sauerstoff ( 21%) __________________________________________________________ AMV = Verbrauchte Luft
in bar * Flaschengröße Beispiel: Gegeben: Verbrauchte Luft
50 bar; Tauchzeit 30 Minuten; 20m Tauchtiefe; 10 Liter Falsche __________________________________________________________ Luftvorrat = Flaschengröße * Flascheninhalt in bar Beispiel: Gegeben: 10 Liter Flasche; 190 bar Inhalt Luftvorrat = 10 Liter * 190 bar Luftvorrat = 1900 bar/Liter Bzw.: Benötigte Gasmenge: a l pr (Reservedruck): 50 bar pf (Fülldruck): 200 bar pn (Nutzbarer Druck): 150 bar (pf – pr)
Gefragt ist nach der Flaschengröße: VTG (Volumen Tauchgerät): benötigte Gasmenge = a bar/l = a Liter pn 150 bar/l 150
__________________________________________________________ Tauchzeit berechnen = mitgeführter
Luftvorrat Beispiel: Gegeben: Verbrauchte Luft 50 bar; AMV = 5,5 L/Min; 20 m Tauchtiefe, 10 Liter Flasche Tauchzeit = 50 bar * 10 Liter
Tauchzeit = 30 Minuten __________________________________________________________ Benötigter Flaschendruck = Tauchzeit * AMV *
Umgebungsdruck Beispiel: Gegeben: Tauchzeit 30 Minuten; AMV = 5,5 L/Min; 20 m Tauchtiefe; 10 Liter Falsche Flaschendruck = 30 Minuten * 5,5 L/Min *
3 bar Flaschendruck = 50 bar __________________________________________________________ Überströmen = Luftmenge Flasche
1 + Luftmenge Flasche 2 Beispiel: Gegeben: 10 Liter Flasche
mit 200 bar; 7 Liter Flasche mit 30 bar Inhalt bar nach überströmen in beiden Flaschen =
2000 bar/Liter+ 210 bar/Liter
bar nach überströmen in beiden Flaschen = 136 bar __________________________________________________________ Druckveränderung bei Temperaturabweichung:
absolute Temperatur = 300 K
Anfangsdruck
= Enddruck
Umrechnen Temperatur in Kelvin:
Enddruck = Anfangsdruck
* Endtemperatur Endruck = 200 bar
* 293 K Enddruck = 187,2 bar Für diese Umrechnung muss mit Kelvin anstatt Grad Celsius gerechnet werden!!! __________________________________________________________
Pelostufen und rezidente Werte _ Luftdruck Meer___ Luftdruck Bergsee
Pro 100m über NN nimmt der Luftdruck um 0,01 bar ab!!!
Beispiel: 1,0 bar = 1,18 0.8 bar
Mit dem Wert 1,18 wird jetzt die fiktive Tiefe ausgerechnet. 20m * 1,18 = 23,60m -> entspricht 24m in der Tabelle!
Die einzelnen Dekostufen müssen auch errechnet werden! 3m * 1,18 = 3,54m
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