Druk volume

[Cyrill]

Vraag

Een vat met een volume van 4,7 m3 en een begin druk van 1.1 bar absoluut komt via een lek tot een druk van 1,8 bar absoluut in 75 minuten.

Hoeveel gas is er per minuut ingestroomt ? temperatuur kunnen we verwaarlozen.

Hoe kunnen we dit oplossen en waarom ? enkele oplossingen zijn al aangedragen maar welke klopt of kloppen ze allebei niet ?

Oplossing 1. Met de formule P1 * V1 = P2 * V2

Hier hebben we het vat van 4,7 m3 de eind druk gegeven van 1,8 bar en gekeken welk volume het moet krijgen om tot een druk van 1,1 bar te komen.

Dus:

P1 * V1 = P2 * V2

1,8 * 4,7 = 1,1 * V2

8,46 = 1,1 * V2

V2 = 8,46 / 1,1

V2 = 7,6909 m3

7,6909 – 4,7 = 2,99 m3 is dus aan volume toegenomen dit delen door 75 minuten levert op

0,0398 * 1000 = 39,8 liter per minuut op.

Andere oplossing is:

V2 = ( P2 – P1 ) V1

waar deze formule vandaan komt weet ik ook niet, maar iemand zegt dat je deze kunt gebruiken omdat het volume van het vat gelijk blijft.

V2 = (1,8- 1,1 ) 4,7 m3

V2 = 0,7 bar * 4,7 m3

V2 = 3,29 bar m3 dit is wel vreemd toch

3,29 / 75 *1000 = 43,86 liter per minuut

Wat doen we fout ?

[klazon]

V2 = ( P2 – P1 ) V1

waar deze formule vandaan komt weet ik ook niet, maar iemand zegt dat je deze kunt gebruiken omdat het volume van het vat gelijk blijft.

Deze formule kan niet goed zijn. Links en rechts van het = teken zijn de eenheden verschillend, en die moeten gelijk zijn.

Verder is het van belang wat de referentiedruk is. 1 liter gas bij 1,1 bar is heel wat anders dan 1 liter gas bij 1,8 bar.

[Cyrill]

Helaas meer gegevens zijn er niet dan alleen een vat met een inhoud van 4,7 m3 en een begindruk van 1,1 bar.

Hierin stroomt gas en na 75 minuten is de druk in het vat gestegen tot 1,8 bar.

De vraag is nu hoeveel gas is hierin gestroomt ?

Wat zullen we dan nog meer moeten achterhalen om dit op te lossen? hoe bepalen we dan de referentie druk ?

Doordat een afsluiter niet goed afdicht komt dit vat op druk en men wil nu weten hoeveel gas de afsluiter doorlaat.

[klazon]

hoe bepalen we dan de referentie druk ?

Die kies je. Voor verrekening van geleverde hoeveelheden aardgas b.v. wordt als referentie een druk gekozen van 1013,25mbar.

Maar in jouw geval zou je ook de druk vóór de lekkende afsluiter kunnen kiezen.

In ieder geval moet je een druk als referentie aangeven, anders is de vraagstelling zinloos. Gassen zijn samendrukbaar, zoals je ongetwijfeld weet, dus als er liters worden gevraagd, dan moet je wel weten bij welke druk.

[Jan van de Velde]

Deze formule kan niet goed zijn. Links en rechts van het = teken zijn de eenheden verschillend, en die moeten gelijk zijn.

Gek genoeg klopt deze formule op het eerste zicht niet, maar geeft ze een perfect antwoord in liters op normaaldruk.

Er hoort te staan:

\(V_2 = \frac{p_2 - p_1}{p_0}V_1 \)

vul voor p₀ een standaarddruk van 1 bar in en de geopperde formule blijft over.

verplaatst naar natuurkunde algemeen

[Cyrill]

Beste Klazon en Jan van de Velde,

Bedankt voor jullie hulp, Eerlijk gezegd zal ik de studie boeken er weer bij moeten halen wil ik het volledig begrijpen.

Het antwoord is me nu echter wel duidelijk en die andere formule ook had dus moeten zijn P0 * V2 = (P2-P1)V1

met P0 normaal druk of referentiedruk.

Oplossing1 werkt ook als ik eerst het volume V1 bij een druk van 1,1 bar terug reken naar een volume V2 bij 1bar (normaaldruk) hetzelfde doe voor V1 bij een druk 1,8 bar terug reken naar V2 bij 1 bar.

en dan het verschil van V2 neem.

Het lek is in iedergeval niet zo groot,waardoor een steekschijf achter de afsluiter geplaatst kan worden en het vat( warmte wisselaar) uitgebouwd kan worden.

Cyrill

[Cyrill]

Maar in jouw geval zou je ook de druk vóór de lekkende afsluiter kunnen kiezen.

Nog een vraag de druk voor de lekkende afsluiter is 4 bar Dus P0 moet in dit geval 4 bar zijn, klopt dat ?

en is dit wat men bedoelt met referentie druk.

Cyrill

[klazon]

Nog een vraag de druk voor de lekkende afsluiter is 4 bar Dus P0 moet in dit geval 4 bar zijn, klopt dat ?

Zoals gezegd, de referentiedruk kun je zelf kiezen. Als je wilt weten hoeveel normaal-liters er lekken, dan kies je 1 bar, als je wilt weten hoeveel liters van 4 bar lekken, dan kies je 4 bar.