Luchtdruk in duikfles

[Jessaah]

Beste,
 
Wanneer je gaat duiken word je geleerd dat druk een belangrijk onderwerp is. Nu snap ik dat lucht samen te drukken is en dat naarmate de druk hoger word, het volume van het gas afneemt.
 
Op zeeniveau is de luchtdruk 1 bar en per 10 meter die je daalt komt daar 1 bar bij. Wanneer ik tijdens het duiken een luchtfles met 1L lucht meeneem en afdaal naar 10 meter diepte staat er dus een druk van 2 bar op mijn fles. De druk in de fles verdubbelt doordat de druk van het water ook verdubbelt en hierdoor halveert het volume in de fles van 1 naar een halve liter.
 
Het klinkt allemaal hartstikke begrijpelijk, ik vraag me alleen af waarom dit gebeurt bij een gasfles aangezien het gas in een afgesloten fles zit die sterk genoeg is om de druk aan te kunnen en daardoor niet te vervormen. Wanneer we de fles door een ballon zouden vervangen klinkt het een stuk logischer voor mij, de ballonwand word ingedrukt en vervormt waardoor de lucht in de ballon word samengedrukt.
 
Of is het zo dat de minimale vervorming van de fles al voldoende is om de druk in de fles dusdanig te verhogen?
 
Met vriendelijke groet,
Jesse
 

[Michel Uphoff]

ik vraag me alleen af waarom dit gebeurt bij een gasfles aangezien het gas in een afgesloten fles zit die sterk genoeg is om de druk aan te kunnen en daardoor niet te vervormen.

 
Het is niet zo dat inhoud en druk in een afgesloten duikfles variëren als gevolg van de externe waterdruk. Het zijn inderdaad geen ballonnen, maar zeer goed drukbestendige vaten. Neem bijvoorbeeld een duikboot; de druk daarbinnen blijft een bar ongeacht de diepte (tot het omhulsel bezwijkt op te grote diepte).

[Jan van de Velde]

Het klinkt allemaal hartstikke begrijpelijk, ik vraag me alleen af waarom dit gebeurt bij een gasfles aangezien het gas in een afgesloten fles zit die sterk genoeg is om de druk aan te kunnen en daardoor niet te vervormen. Wanneer we de fles door een ballon zouden vervangen klinkt het een stuk logischer voor mij, de ballonwand word ingedrukt en vervormt waardoor de lucht in de ballon word samengedrukt.

Punt is, als jij nog wil ademen op 10 m diepte zul je ook lucht in moeten ademen met een druk van 2 bar. Per ademtocht van gelijkblijvend volume ga je dus 2 x zoveel lucht inademen, en gaat je fles, als je hetzelfde ademtempo zou aanhouden, dus ook 2 x zo snel leeg. In die zin verandert dus het bruikbaar volume van je fles.
 
Ik heb geen verstand van duiktechnieken, maar je zou per ademtocht ook 2 x zoveel zuurstof binnenkrijgen, en dus in theorie in elk geval langzamer kunnen ademen om toch je zuurstofgehalte in je bloed op peil te houden. Of dit biologisch klopt, no idea.

[Jessaah]

 
Het is niet zo dat inhoud en druk in een afgesloten duikfles variëren als gevolg van de externe waterdruk. Het zijn inderdaad geen ballonnen, maar zeer goed drukbestendige vaten. Neem bijvoorbeeld een duikboot; de druk daarbinnen blijft een bar ongeacht de diepte (tot het omhulsel bezwijkt op te grote diepte).

 
Het lijkt me niet zo dat PADI examens, opgesteld door een een organisatie die miljoenen duiklicenties weggeeft met onzin aankomen.
Ik heb zelf zo'n examen afgelegd en dit werd hierin vermeld eveneens als in het studeerboekje als ik me niet vergis.
 
Deze website vermeld het ook:
http://www.duikkeuring.nl/index.php/verantwoord-duiken/lucht-en-waterdruk-op-het-lichaam
 
Maar goed, een ander voorbeeld dan.
Aangezien de druk op je lichaam niet direct op je longen staat is de situatie enigzinds vergelijkbaar.
Hoezo geldt dit dan wel voor deze situatie?
 
Het is immers zo dat wanneer jij je adem in zou houden en van 10m diepte naar het oppervlak zou zwemmen, de lucht dusdanig zal uitzetten dat je terminale schade oploopt...

[shimmy]

Als je dan toch je PADI hebt, kijk dan gewoon eens continu naar je meter tijdens het afdalen. Dan zie je de druk in je fles toch echt niet toenemen. Misschien moet je je eigen link nog eens wat beter lezen.

[Jan van de Velde]

 
Het lijkt me niet zo dat PADI examens, opgesteld door een een organisatie die miljoenen duiklicenties weggeeft met onzin aankomen.
 
http://www.duikkeuring.nl/index.php/verantwoord-duiken/lucht-en-waterdruk-op-het-lichaam
 
 

 
en daar lees ik:
 

Wanneer lucht in de diepte wordt meegenomen, zal het volume omgekeerd evenredig met de druk veranderen. Dit houdt in dat wanneer je met een afsluitbare fles gevuld met 1L lucht afdaalt naar 10 meter diepte, de druk op de fles verdubbelt (naar 2 bar) en het volume halveert (0.5L). De fles deukt in. Op 20 meter (3 bar) diepte neemt het volume af tot een derde van het oorspronkelijke volume en bij het stijgen gebeurt het omgekeerde; het volume neemt weer toe en de druk neemt af. De fles ontdeukt weer.
 

 
bloody nonsense : die duikflessen zijn toch geen rubberballonnen? Dat zijn stalen, alu of carbon cilinders, vulbaar tot wel 100+ bar, en die deuken echt niet in als je ze enkele tientallen meters onder water gebruikt. Zelfs een rubberen fles zou dat nauwelijks doen met een vuldruk van 100+ bar. 
 
dus hier komt iemand toch écht met gierende onzin  aan. 

[shimmy]

Er staat ook dat dit alleen geldt als de wand van de fles elastisch genoeg is. Ik denk dat de schrijver het simpelweg niet over de duikfles heeft maar een colafles ofzo.

[Jan van de Velde]

Ik denk dat de schrijver het simpelweg niet over de duikfles heeft maar een colafles ofzo.

dan kan ik me geen ongelukkiger bijgaande afbeelding voorstellen dan aldaar:
 

padi 2174 keer bekeken

[Benm]

Haha, als je dat ding wilt indeuken denk ik dat je ruim 2 kilometer onder water moet, gezien er normaliter 200 bar overdruk in zit (wanneer vol). Geen idee op welk punt het bezwijkt, maar meestal wil je toch wel 50 bar oid overhouden als je weer boven komt, equivalent van zeg 500 meter diep duiken (onmogelijk met dit soort flessen, voor de duiker althans). 

[wannes]

Haha, als je dat ding wilt indeuken denk ik dat je ruim 2 kilometer onder water moet, gezien er normaliter 200 bar overdruk in zit (wanneer vol). Geen idee op welk punt het bezwijkt, maar meestal wil je toch wel 50 bar oid overhouden als je weer boven komt, equivalent van zeg 500 meter diep duiken (onmogelijk met dit soort flessen, voor de duiker althans). 

Ik gok zelfs een heel pak dieper, op 2 km is de druk in de fles nog maar even groot als de druk van het water. Ik vermoed ook dat een cilindrische tank ook een grotere druk van buiten aankan dan druk van binnenuit, en reken dat er een serieuze foutmarge zit op de toegelaten druk. Dat alles samen zou het me niet verbazen dat er geen punt in de oceanen is waar dat lukt (met een niet beschadigde tank).

[Jessaah]

Ik gok zelfs een heel pak dieper, op 2 km is de druk in de fles nog maar even groot als de druk van het water. Ik vermoed ook dat een cilindrische tank ook een grotere druk van buiten aankan dan druk van binnenuit, en reken dat er een serieuze foutmarge zit op de toegelaten druk. Dat alles samen zou het me niet verbazen dat er geen punt in de oceanen is waar dat lukt (met een niet beschadigde tank).

 
Wanneer je op 2 km diepte bent lijkt het me dat de druk binnen en buiten gelijk is en dus de resultante 0. Dus 2km dieper (op 4 km) spelen er pas dezelfde krachten op de fles als op zeeniveau.

[king nero]

Ik gok zelfs een heel pak dieper, op 2 km is de druk in de fles nog maar even groot als de druk van het water. Ik vermoed ook dat een cilindrische tank ook een grotere druk van buiten aankan dan druk van binnenuit, en reken dat er een serieuze foutmarge zit op de toegelaten druk. Dat alles samen zou het me niet verbazen dat er geen punt in de oceanen is waar dat lukt (met een niet beschadigde tank).

 
<offtopic>
Uitgaande van een metalen fles, is het juist omgekeerd. Onvolmaaktheden in het "rond zijn" van de fles zorgen ervoor dat een dergelijke cilinder juist zal lokaal indeuken, en van daaruit verder bezwijken.
Interne druk zal deze juist uitblutsen, maar daarvoor niet doen falen.
 
foutmarge => veiligheidsmarge
De fout die gemaakt wordt in dergelijke berekeningen is vrij klein wegens de zeer goed te bepalen randvoorwaarden en de gekende materiaaleigenschappen. De veiligheidsmarge die wordt toegepast, zal inderdaad hoger zijn dan bij niet-kritieke toepassingen.
</ offtopic>
 
Verder sluit ik mij aan bij JvdV, die cilinders blijven een constant volume behouden.
Wat er wel is, is dat de hoeveel ingeademd gas lineair stijgt naarmate men dieper gaat. Maar dat is hierboven ook al vermeld.

[Benm]

Implosie vereist in de regel minder drukverschil dan explosie, al denk ik dat zo'n duiktank een vacuum wel kan hebben met 1 bar atmosferische druk aan de buitenkant. Zou het diep onderwater falen dan krijg je een aparte situatie: bij 2 kilometer diepte zou een scheurtje in de tank ervoor zorgen dat water naar binnen loopt (en de lucht eruit) waardoor de tank niet per se hoeft te imploderen. 
 
Wat veiligheidsmarges betreft: Die worden zeker aangehouden bij toepassingen als duikflessen. Ik meen zo uit mn hoofd dat ze periodiek getest worden met 400 bar (gecontroleerde waterdruk -in- de tank, geen lucht en dan maar afwachten of de boel uit elkaar spat).

[klazon]

Als zo'n fles bestand is tegen 400 bar, dan zal de wanddikte wel zo groot zijn dat hij bij een externe overdruk niet zomaar in elkaar butst.

[Benm]

Dat lijkt me ook, in ieder geval niet bij 1 of een paar bar. Hoe dik ze precies zijn weet ik niet, maar een tank van 12 liter weegt rond de 15 kilo (leeg, vol zit er ook nog een kilo of 3 lucht in).