Aufstiegsgeschwindigkeit

die frage nach dem erdgasdruck, damit kein wasser mehr nach
obensteigt, ist ein widerspruch oder ein denktest. das wasser
wird nach oben steigen, weil das erdgas leichter ist als das
wasser. das hat mit dem erdgasdruck des nachstroemenden
erdgases gar nichts zu tun.

man kann jedoch die nach dem leg entstehende kraft berechnen.
dazu ist aber notwendig, dass man genaue kenntnisse zu
leggroesse und form hat. jede andere rechnung waere
mutmassung.

Beispiel:
Du lässt dein Waschbecken mit Wasser vollaufen und steckst ein Rohr rein, dessen oberes Ende noch rausguckt.
Dieses wird von unten mit Wasser vollaufen.
Nun tauchst du daneben einen Strohalm ins Wasser, dessen unteres Ende sich unter dem Rohr befindet und pustest in den Strohalm. Wenn du schnell genug pustest, wird der Wasserspiegel im Rohr wieder sinken.
>Das Rohr ist die Erdgasleitung, die untere Strohalmöffnung das austretende Erdgas aus dem Boden.
(Wie groß das Leck ist: Das Rohr ist einmal komplett durchgerissen. Meinetwegen wurden 5m Rohr einfach so herausgeschnitten.)

wenn du ein gas hast, dann drueckt das wasser das gas nach
oben mit 30 bar(unten am boden)
wenn das gas noch gasfoermig ist, wird es zusammengedrueckt.
aus der kompression heraus entsteht dann der druck und somit
die neue kraft auf den deckel.

Genau!
Dann belibt jetzt nur noch die Frage *g* wie schnell denn dieses Gas, sollte das Rohr oben offen sein, nach oben steigt.
Dafür kann man die Bernoulli-Gleichung nehmen?!
Wie groß ist dann der Druckunterschied?

Oder:
Ich möchte den Volumenstrom in einem Rohr (d=2m ; h=200m ; Druck = 30bar) berechnen.

Rückfrage
Hallo,

Wenn in dem Rohr 300 m³ Gas drin
wären, müsste man 300t oben draufstellen, damit der Deckel
nicht hochgehoben werden würde.

Bestimmt nicht. Dein Rohr hat ein Volumen von knapp 950 m³.
Darin 300 m³ Gas ergibt einen Druck von ca. 0,3 bar - also
Unterdruck. Der Deckel würde mit einer Kraft von innen
festgehalten, der einer ziehenden Masse von ca. 22,5 Tonnen
entspricht.

Meinst Du, das Gas hält den Deckel fest, indem es daran hängt? Nicht vielleicht, dass die Druckdifferenz zwischen Außen- und Innendruck das bewirkt, wenn der Druck außen größer ist?
Oder sollte das jetzt ein Witz sein und ich hab’s nicht gemerkt?
Gruß
loderunner

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Wenn in dem Rohr 300 m³ Gas drin
wären, müsste man 300t oben draufstellen, damit der Deckel
nicht hochgehoben werden würde.

Bestimmt nicht. Dein Rohr hat ein Volumen von knapp 950 m³.
Darin 300 m³ Gas ergibt einen Druck von ca. 0,3 bar - also
Unterdruck. Der Deckel würde mit einer Kraft von innen
festgehalten, der einer ziehenden Masse von ca. 22,5 Tonnen
entspricht.

Ich meinte, wenn in EINEM Rohr 300m³ drin wären…
Is egal, dann sag’ ich halt, dass wenn in meinem 950m³ drin sind, man 950t draufstellen müsste

Beispiel:
Du lässt dein Waschbecken mit Wasser vollaufen und steckst ein
Rohr rein, dessen oberes Ende noch rausguckt.
Dieses wird von unten mit Wasser vollaufen.
Nun tauchst du daneben einen Strohalm ins Wasser, dessen
unteres Ende sich unter dem Rohr befindet und pustest in den
Strohalm. Wenn du schnell genug pustest, wird der
Wasserspiegel im Rohr wieder sinken.

aber nur begrenzt.
versuche es mal mit 2 strohhalmen…du kannst den einen sicher nicht mit dem anderen leerpusten…

wenn du eine schiffsschraube schraeg unter ein rohr stellst, koennte die es schaffen. die voraussetzung waere aber, dass die schneller zieht als wasser in das rohr von unten nachstroemen kann.

was sollte das wasser veranlassen, nicht in das rohr einzudringen?das koennte nur ein ueberdruck.da wuerde schon ein bar reichen.

mfg:smile:
rene

Oder:
Ich möchte den Volumenstrom in einem Rohr (d=2m ; h=200m ;
Druck = 30bar) berechnen.

ja, wenn du die leggroesse kennst…mich wundert, dass du bernoulli nicht kennst und dich mit so einer aufgabe beschaeftigst.

ich denke, du bist jetzt auf dem richtigen weg…ich muesste mich jetzt auch erst tiefer da reindenken, aber ich glaube, es ist deine aufgabe…es sei denn, du uebernimmst meine lagrange-transformationen hier…

mfg:smile:
rene

was sollte das wasser veranlassen, nicht in das rohr
einzudringen?

Wenn man von unten schnell genug Gas nachliefert, dann kann kein Wasser eindringen, bzw. es wird wieder herausgedrückt.

ich denke, du bist jetzt auf dem richtigen weg…ich muesste
mich jetzt auch erst tiefer da reindenken, aber ich glaube, es
ist deine aufgabe…es sei denn, du uebernimmst meine
lagrange-transformationen hier…

Jo, hab jetzt begriffen, um was es geht und woraus die ganzen Drücke entstehen^^
Danke nochmal!
(ich wollte es eigentlich nicht sagen, aber leck wird mit ‚ck‘ geschrieben… mist, jetzt hab ichs doch gemacht… sry^^)

Wenn ich in der Mitte des Rohres einen Deckel reinschöbe, dann
müsste ich ihn mit 450t beschweren, wenn ich nur oben einen
draufpacken würde, mit 900t.

Es wäre hilfreich, wenn Du uns erklären würdest, wie Du auf diese Idee kommst.

was sollte das wasser veranlassen, nicht in das rohr
einzudringen?

Wenn man von unten schnell genug Gas nachliefert, dann kann
kein Wasser eindringen, bzw. es wird wieder herausgedrückt.

das hat nichts mit schnelligkeit, nur mit der druckdifferenz zu tun.

in deinem beispiel leg, muss der nachlieferdruck > wasserdruck sein. ist er das nicht, dringt wasser ein.
ist das leg zu gross, dingt auch wasser ein, voellig unabhaengig vom gasdruck.

welchen fall moechtest du?

danke fuer den hinweis…natuerlich:smile:)))*schaem*

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ergaenzung…

was sollte das wasser veranlassen, nicht in das rohr
einzudringen?

Wenn man von unten schnell genug Gas nachliefert, dann kann
kein Wasser eindringen, bzw. es wird wieder herausgedrückt.

das wasser, was einmal drin ist, muss nicht zwangslaeufig wieder rauskommen…auch die gassaeule von oberflaeche bis leck bleibt stehen.

mann, bin ich verwirrt…

im endeffekt ist der druck doch geringer, das wasser dringt ein und drueckt das gas oben an den deckel bzw. drueckt das gas das wasser nach unten…

und ganz am ende gibt es noch so viele bedingungen und eventualitaeten, die man beachten muss…

ich geh jetzt heim…mein fahrrad wartet…

in deinem beispiel leg, muss der nachlieferdruck >
wasserdruck sein. ist er das nicht, dringt wasser ein.
ist das leg zu gross, dingt auch wasser ein, voellig
unabhaengig vom gasdruck.

welchen fall moechtest du?

Der Gasdruck, mit dem das Gas aus dem Boden austritt, ist größer als der Wasserdruck, sodass das Gas aufsteigt und im darüber liegenden Rohr ‚verschwindet‘ und dort eventuelles Wasser wieder verdrängt. Die Frage ist bloß, wieviel von dem Gas aus dem Boden ausströmen muss, damit das Wasser im Rohr nicht steigt. Das hängt von der Strömgeschwindigkeit im Rohr ab, die wiederum vom Druck abhängt.

Auf die ursprüngliche Situation?
Äh… kann ich nicht sagen^^

Oder auf das obengenannte Zitat?
Weil ich es mir so vorstelle…
Der Auftrieb in der Mitte enstpricht nur einer Kraft von 4.500.000 N und oben halt dem doppelten.

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das wasser, was einmal drin ist, muss nicht zwangslaeufig
wieder rauskommen…auch die gassaeule von oberflaeche bis
leck bleibt stehen.

Klar, es wird, wenn schnell genug von unten Gas nachgeliefert wird, herausgedrückt.

im endeffekt ist der druck doch geringer, das wasser dringt
ein und drueckt das gas oben an den deckel bzw. drueckt das
gas das wasser nach unten…

Ja, und wenn von unten genug Gas reinkommt, dann wirds wieder rausgedrückt.

und ganz am ende gibt es noch so viele bedingungen und
eventualitaeten, die man beachten muss…

vielleicht, aber vielleicht auch nicht^^

ich geh jetzt heim…mein fahrrad wartet…

viel spaß, wenn es sich auf die absicht bezieht, mit ihm zu fahren
wenn es jedoch um eine raparatur gehen sollte, dann äh… auch viel spaß^^

Weil ich es mir so vorstelle…
Der Auftrieb in der Mitte enstpricht nur einer Kraft von
4.500.000 N und oben halt dem doppelten.

Du hast also keine Begründung, sondern glaubst es nur. Dann fällt es mir auch leichter Dir zu sagen, dass es falsch ist. Wenn überhaupt, dann wird der Druck nach unten größer und nicht kleiner. Allerdings kann man das bei Gasen getrost vernachlässigen. Der Druck ist über die gesamte Länge des Rohres in guter Näherung konstant. Wenn er also oben bei 30 bar liegt, dann auch unten und auf halber Höhe.

Weil ich es mir so vorstelle…
Der Auftrieb in der Mitte enstpricht nur einer Kraft von
4.500.000 N und oben halt dem doppelten.

Du hast also keine Begründung, sondern glaubst es nur. Dann
fällt es mir auch leichter Dir zu sagen, dass es falsch ist.

Was ist denn daran falsch?
wenn ich eine Gassäule von 1m³ in Wasser habe, dann entwickelt die einen Auftrieb von ca. 10.000.000 N. Wenn ich 0,5m³ habe, oder in der Mitte der Säule eine Trennung reinschiebe (kommt beides aufs selbe raus) dann entwickelt die nur die halbe Kraft.
Der Druck an sich ist überall gleich groß.
(Außerdem hatte ich eine Begründung

Der >>>Auftrieb

Weil ich es mir so vorstelle…
Der Auftrieb in der Mitte enstpricht nur einer Kraft von
4.500.000 N und oben halt dem doppelten.

Du hast also keine Begründung, sondern glaubst es nur. Dann
fällt es mir auch leichter Dir zu sagen, dass es falsch ist.

Was ist denn daran falsch?
wenn ich eine Gassäule von 1m³ in Wasser habe

Deine Gassäule ist aber nicht im Wasser, sondern in einem Rohr. Das Wasser bleibt draußen und spielt deshalb für den Druck im Rohr keine Rolle. Das einzige Problem, das Du bekommen könntest ist der Druckabfall durch den Gasaustritt am Leck. Um den zu berechnen, müßte man aber die Größe des Lecks und das Verhalten des Ventils am oberen Ende des Rohres kennen. Unter der Annahme, daß das Leck sehr groß ist und das Rohr oben verschlossen wird, stellt sich im Rohr der Wasserdruck in der Höhe des Lecks ein.

also wir reden aneinander vorbei.

  1. der gasdruck hat nichts mit den wasserdruck zu tun, solange es kein leck gibt
  2. gibt es ein leck und es ist sehr klein, dann tritt das gas aus(wenn, wie du schreibst, der gasdruck hoeher ist)
  3. bei einer gasdichte von 0.7kg/qqm ist der gasdruck nicht groesser als der wasserdruck. denn gas wird dann komprimiert.
  4. gibt es ein leck und es ist gross, dann kann die geschwindigkeit des gases nichts mehr verhindern. wasser wird eindringen.

das, wovon du redest mit dem beispiel des strohalms,muesste bedeuten, dass das gas waagerecht zum rohr unkomprimiert entlangbrausen muss. eine sehr waage annahme, wenn man bedenkt, dass das austretende gas senkrecht aus dem boden kommt und nach oben drueckt.

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