wijnfles openen met een schoen

[jkien]

Als de kurketrekker zoek is kun je een fles wijn openen met je schoen, zoals in dit youtube filmpje. Maar hoe werkt dat precies?

[QuarkSV]

Ik ben niet zeker, maar heeft dit niet te maken met het feit dat druk (door de fles met de schoen tegen de boom te "slaan") wordt 'doorgegeven' in een vloeistof. Het oppervlak waar de kurk inzit (de hals van de fles) heeft een kleiner oppervlak dan de bodem van de fles, waardoor de kracht afkomstig van het "slaan" (zie hierboven) ervoor zorgt dat de kurk eruit komt (kracht wordt als het ware gefocust op de kurk)...

De schoen dient er ook voor om zorgen dat de fles niet breekt, want als je die gewoon zo tegen de boom "slaat"...

[Jan van de Velde]

Ik zag dat laatst ook, via WIN!dotorg.

Ik vermoed dat het iets met het verschijnsel "waterslag" vandoen heeft. De vloeistof in de fles heeft een snelheid naar de muur, wordt ineens gestopt en dan gaat er een drukgolf terug naar de hals. Die schoen zit er denk ik achter om te voorkomen dat je de fles kapotslaat, en misschien geeft het ook wat extra vering.

Het staat op mijn lijstje om thuis te proberen , maar zo'n wijndrinkers zijn we niet dus dat kan nog even duren.

[Benm]

Ik zou het niet binnen proberen als je vloerbedekking hebt

[Cura]

Ben benieuwd bij welke zooldikte/breedte dit haalbaar is.

Want stel dat je een stilettohak zou 'moeten' gebruiken, zou dit ontkurken dan nog steeds zo soepel verlopen?

[klazon]

Voor mij is dit niet echt nieuw. Ik heb lang geleden al eens iemand wijnflessen op soortgelijke manier zien ontkurken. Hij hield de fles ondersteboven en gaf met zijn vuist een paar flinke dreunen op de bodem. De kurk kwam er dan vanzelf uit.

[Benm]

Opties genoeg

Een van de geinigste vind ik nog steeds domweg een injectienaald door de kurk drukken, er wat lucht onder injecteren en zo die kurk + spuit er in 1x uit trekken.

[Jan van de Velde]

Ik kan proefondervindelijk melden dat het werkt.

Bijkomende waarnemingen:

• Wat je inschenkt zien eruit als cassis-ranja, dwz met een dun schuimlaagje erop. (Ribera del Duero, tinto, 2008)
• Als ik zo op een feestje 10 flessen zou moeten openen weet ik niet of ik de 10e fles haal. Ik heb de fles een keer of 20 met kracht tegen de muur moeten slaan.

[Benm]

^^ kudos for trying

Dat je een hoop lucht die wijn in mept had ik al een beetje voorzien, maar dat is eigenlijk alleen de 'lucht' die toch al in de fles aanwezig was, dus ik neem aan qua samenstelling gelijk aan de dampdruk van de onderdelen van de wijn.

[jkien]

Mij is het nog niet gelukt op de manier van de video.

Een poging om de kracht op de kurk, F, te berekenen: die kracht moet groter worden dan de maximale wrijving, F_max (ongeveer 200 N). Ik vermoed dat de formule voor F in wezen hetzelfde is als voor een fles die je met de hals naar beneden laat vallen, met een pvc-pijp om de flessehals om de val te stoppen voordat de kurk de grond raakt. Die kracht is

F = m•Δv/Δt = Δv•(2/π)•√(m•k)

waar m = ρ•A•h, met ρ de dichtheid van water, A de doorsnee van de kurk, h de hoogte van de vloeistofkolom die tegen de kurk duwt,

Δv is gelijk aan de snelheid van de fles vlak voor de botsing,

Δt is de remtijd door een veerkrachtig kussen op de grond, Δt = (π/2)•√(m/k)

k is de veerconstante van het kussen.

Het volume van de luchtbel staat niet in de formule. Blijkbaar maakt dat volume niet uit voor het in beweging komen van de kurk. De vorm van de fles maakt ook niet uit.

[Benm]

Ik vraag me af of je het kunt zien als het laten vallen van de fles met de hals naar beneden.

Feitelijk doe je nl precies het omgekeerde, je geeft een klap tegen de onderkant van de fles, vergelijkbaar met laten vallen met de bodem naar beneden.

Hoe het exact zit vind ik een lastige: je zou verwachten dat de wijn een klap op de bodem van de fles geeft bij iedere slag tegen die boom, maar daar komt de kurk niet mee naar buiten. Wellicht onstaat er een schokgolf die reflecteert op de bodem en vervolgens bij de kurk aan komt.

[jkien]

Een van de geinigste vind ik nog steeds domweg een injectienaald door de kurk drukken, er wat lucht onder injecteren en zo die kurk + spuit er in 1x uit trekken.

 

Dat heb ik nu geprobeerd. Het werkt, maar vanwege een tamelijk kleine 25 ml spuit moest ik eerst de luchtbel uit de fles verdringen voordat ik voldoende druk kon opbouwen.

 

De kurk kwam in beweging bij een spuitdruk van 5 bar. Die druk heb ik op primitieve wijze gemeten: eerst water via een door de kurk gestoken injectienaald in de rechtopstaande wijnfles gespoten om de luchtbel te verdringen; de lucht kon ontsnappen via een tweede door de kurk gestoken injectienaald. Toen de tweede injectienaald verwijderd en het gat in de kurk afgesloten. Daarna geprobeerd om lucht te injecteren via de eerste injectienaald. Bij een 5-voudige compressie van de lucht in de spuit, dus een druk van 5 bar, kwam de kurk in beweging.

 

De druk van 5 bar oefent op de kurk (2 cm diameter) een kracht uit van 160 N. Die berekende kracht op de kruk bleek gelijk te zijn aan de gemeten kracht die een kurketrekker moet leveren. En hij bleek gelijk te zijn aan de gemeten kracht waarmee je de kurk terugduwt in de fles. Dat die krachten gelijk zijn ligt voor de hand maar voor de zekerheid heb ik het gecontroleerd.

 

Misschien kan de injectiespuit ook helpen om inzicht te verkrijgen in de truc met de schoen, met name om een formule te vinden die het verband geeft tussen het in beweging komen van de kurk en de eigenschappen van de fles wijn, de schoen en de stootkracht.

 

De truc met de schoen heb ik een paar keer herhaald met verschillende luchtbellen in de fles wijn (1 bar, geen overdruk in de fles). De originele fles wijn had een luchtbel van 7 ml. Hoe vaak moet je de fles tegen de muur stoten om de kurk volledig uit de fles te krijgen? Het resultaat was ongeveer:

• oneindig vaak stoten bij een luchtbel van 0 ml (d.w.z. lukt niet)
• 30x of meer stoten bij een luchtbel van 7 ml
• 17x stoten bij een luchtbel van 10 ml
• 12x stoten bij een luchtbel van 40 ml
•  9x stoten bij een luchtbel van 80 ml
• 15x stoten bij een luchtbel van 160 ml
• 40x stoten bij een luchtbel van 320 ml

De eerste conclusie is dat de truc met de schoen een luchtbel nodig heeft.

 

Opvallend was het klankverschil tussen stoten met een fles zonder luchtbel (doffe slag op schoenzool) en stoten met een fles met luchtbel (scherp 'tsik'-geluid, passend bij cavitatie). Een grote of kleine luchtbel maakt voor de klank niet uit, mits >0 ml.

 

De cavitatie is zichtbaar in slow motion opnames van The Naked Scientists, op deze webpagina. Als er een luchtbel is dan biedt dat ruimte voor kortstondige cavitatie bij de kurk. Als de cavitatie stopt dan slaat het waterfront dat terugkeert hard tegen de kurk. Cavitatie is ook de oorzaak van het door Jan genoemde waterslageffect.

 

De truc met de schoen blijkt ook te werken bij stoten tegen een plafond, met de fles ondersteboven. De flessebodem komt dan niet meer in contact met de wijn, door de luchtbel. De flessebodem speelt in feite geen rol in het proces, de bodem zou zelfs open kunnen zijn.

 

Mij lukt het vaak niet om de truc met de schoen uit te voeren met een nieuwe fles wijn, wel met een gebruikte fles met een teruggeduwde kurk. Een verklaring is dat een teruggeduwde kurk makkelijker, met 25% minder kurketrekkerkracht, in beweging blijkt te komen dan de originele kurk in een nieuwe fles.

[Jan van de Velde]

leuke proef, zo met die verschillende luchtvolumes. 
 
het lijkt er dus op of er een optimum is zo ongeveer bij een 10% luchtinhoud. Zou dat iets te maken hebben met het feit dat de wijn meer ruimte heeft en dus meer snelheid opbouwt voor het tegen de kurk slaat? Terwijl teveel lucht simpelweg een te kleine massa wijn betekent die tegen de kurk kan slaan, en/of een te kleine drukopbouw in die luchtbel achterin om die wijn nog een snelheid terug te geven?  
 
Ik heb trouwens ook een goed naar die freeze-frame gekeken van dat moment waarop die cavitatie optreedt. Het lijkt er sterk op of er héél fijne luchtbelletjes uit die kurk getrokken worden:
 

bubbles 1125 keer bekeken

[jkien]

Eens kijken hoever we komen met de formules voor de maximumdruk van de waterslag.(1) De remtijd van de kurk, dat is de remtijd van de fles, wordt bepaald door de veerkracht van de zool en de massa van de fles wijn. De trillingstijd van fles+zool (massa+veer) is T = 2π √(m/C) = 6 ms, met m = 1 kg en C = 10⁶ N/m. De remtijd van de fles is t = 1/4 T = 1.5 ms.

In het kader van waterslag wordt dit langzaam genoemd omdat de remtijd van de kurk groter is dan de 0.5 ms voortplantingstijd van de drukgolf heen en weer door de 0.2 meter lange vloeistofkolom in de fles. De maximumdruk van de waterslag is dan P = ρ v L / t  (d.w.z. gewoon F = m a = m Δv/Δt), waarbij de stootsnelheid v = 2 m/s en ρ = 10³ kg/m³, en L = 0.2 m. Dus P = 3 bar, dat komt in de buurt van de druk die nodig is om de kurk te laten bewegen (5 bar). Een wat hardere stoot (grotere v) of een hardere zool brengt de kurk wel in beweging.
 

het lijkt er dus op of er een optimum is zo ongeveer bij een 10% luchtinhoud. Zou dat iets te maken hebben met het feit dat de wijn meer ruimte heeft en dus meer snelheid opbouwt voor het tegen de kurk slaat?

Ik heb er geen goede verklaring voor. In theorie zou de terugkeersnelheid van het waterfront naar de kurk gelijk moeten zijn aan de aanvankelijke snelheid van de vloeistof, vanwege energiebehoud. Dat blijkt ook min of meer uit de waterslagformule P = ρ v L / t, waarin v de aanvankelijke snelheid van de vloeistof is; de terugkeersnelheid is geen aparte variabele.
 
De waterkolom wordt gedurende de cavitatie teruggeduwd door een druk van 1 bar, een druk die constant is dankzij de luchtbel. De waterkolom ondergaat dus een simpele eenparig versnelde beweging. De versnelling is a = F/m = PA/(ρAL) = P/(ρL) = 500 m/s² (bij een volle fles is L=0.2 m). Volgens de eenparig versnelde beweging met een beginsnelheid van 2 m/s wordt de cavitatiekloof maximaal na 4 ms, met een kloof van 4 mm, en eindigt de cavitatie na 8 ms.