Berstdruckunterschiede

Guten Tag,
ich schreibe im Moment an meiner Diplomarbeit und stelle hierfür
Druckverbundtüten her (Aluminium/PE-Verbund) die ich dann mit einem
Medium (Wasser oder Luft) fülle und zum Bersten bringe. Die Beutel
sind allesamt gleich hergestellt. Mein Problem ist folgendes: Die
Tüten die ich mit Wasser befülle halten nur einem geringen Druck
stand (1,2 bar). Die Tüten die ich mit Luft befülle halten über 2
bar aus bis sie bersten. Woher kommt das Phänomen ? Die Tüten sind
gleich und Druck ist gleich Druck…Oder ?

Vielen Dank für die Antworten

Gruß

Marius

hmm, vlt. liegts daran das Wasser ,im gegensatz zu luft ,inkompressibel ist.
Wie misst du den druck denn?

Hallo,
Wie sind die Tüten befestigt und welches Volumen haben sie ?
Mit welchem Volumenstrom werden sie befüllt ?
Wie misst du den Druck (alle Eventualitäten abklären …) ?

Prinzipiell ist Druck gleich Druck, aber Überraschungen gibbet immer!
Allerdings (so meine Erfahrung) sind die meisten Überraschungen bei
genauem hinsehen keine mehr …
Gruss

  • mittels diverser Verschraubungen und Kupplungen
  • vor den ist ein Ventil geschaltet, die ein kontinuierliches und langsames Befüllen gewährleisten —> bei beiden Medien keine „Druckspitzen“
  • mit zwei unterschiedlichen aber korrekt funktionierenden Manometern

Dank Dir !

glaub ich nicht, denn der Druck kann sich ja erst aufbauen wenn die Luft zu nem gewissen Prozentsatz komprimiert wurde… und der spielt, denke ich, keine Rolle. Denn Druck ist ja bekanntlich Druck
Dank Dir

nochwas, jehnachdem wie du misst,muss du beachten das wasser auch noch einen nicht zu vernachlässigen gewichtsdruck ausübt.

Z.B.: fülle einen luftballon mit wasser( wasserbomben hat jeder schonmal gebastelt) und fülle ihn mit luft.
Wie man dann schnell merkt kann man den luftballon wunderbar kugelrundaufpusten, hingegen platz die wasserbombe schon viel früher.

Vlt. solltest du auch mal an die temperatur denken, wenn man z.b. wasserbomben mit kalten wasser befühlt (z.b. im schulklo) und dann auf den pausenhof indie sonne rennt und zu lange wartet , passiert es schnell das die bomben zu warm werden und schnell platzen.

Probier es doch mal mit kaltem leitungswasser und mit wasser was auf raumtemperatur erwärmt ist , und beobachte wie stark der einfluss ist, würde mich echt mal interresieren.

Gruß ,das Pferd

Ok, andere herangehensweise :
Unterschiede Luft/Wasser
-Dichte
1000 mal so schwer, daher hab ich nach dem Volumen gefragt …
mechanische Mehrbelastung
-Kompressibilität
siehe eins weiter unten
-Thermodyn. Eigenschaften
Temperaturänderung bei Druckänderung
Wärmekapazität
Oberflächenspannung
-Chemische Eigenschaften
Wasser event. nicht rein ?
-Physikalische Eigenschaften
Andere Teilchen(-Agglomerat)größe

Such dir was raus, der Grund steht zu 99% da oben …

Gruss

Hi

Denke auch wie totesPferd, dass es was mit dem Eigengewicht des Wassers zu tun hat.

Das Wasser bildet durch sein Gewicht in der Tüte sowas ähnliches wie eine Tropfenform aus bzw dieser Tropen zieht an der Tüte und schnürt sie oben ein, unten drückt es die Tüte auseinander und dazu kommt noch der beaufschlagte Druck, mit Luft/Gas kann sich der Druck schön gleichmäßig in der Tüte in alle Richtungen ausbreiten.

Um dies zu überprüfen, benötigst Du einen Membran, statt einer Tüte. Den spannst Du ein und pumpst „nach oben“, somit wirken nur die Drücke auf den Membran und kein Eigengewicht des Mediums. Du solltest den Druck dabei ziemlich nahe am Membran abgreifen, da Wasser mit 0,1 bar/m sich in der Messung bemerkbar macht, was aber schätzungsweise vernachlässigbar ist.

mfg

Öhm, bessere Idee :
Er soll den Test einfach in einem
Wasserbad durchführen!

Gruss

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Also nur den mit Wasser. Gute Idee!

ist doch bloß Tüte, kein langes Rohr
Hallo,

Denke auch wie totesPferd, dass es was mit dem Eigengewicht
des Wassers zu tun hat.

Mit Nachdenken aber eher nicht.

Das Wasser bildet durch sein Gewicht in der Tüte sowas
ähnliches wie eine Tropfenform aus bzw dieser Tropen zieht an
der Tüte und schnürt sie oben ein, unten drückt es die Tüte
auseinander und dazu kommt noch der beaufschlagte Druck, mit
Luft/Gas kann sich der Druck schön gleichmäßig in der Tüte in
alle Richtungen ausbreiten.

Die Druckdifferenz von 2Bar zu 1,2Bar entsprricht einer Wassersäule
von 8m ! Es soll aber bloß eine Tüte sein, und kein langer Schlauch, oder?

Um dies zu überprüfen, benötigst Du einen Membran, statt einer
Tüte. Den spannst Du ein und pumpst „nach oben“, somit wirken
nur die Drücke auf den Membran und kein Eigengewicht des
Mediums. Du solltest den Druck dabei ziemlich nahe am Membran
abgreifen, da Wasser mit 0,1 bar/m sich in der Messung
bemerkbar macht, was aber schätzungsweise vernachlässigbar ist.

Mit reinem Nachdenken kann man ausschließen, dass das Wasser mit seinem
Eigengewicht ein große Rolle spielen wird, solange die Füllhöhe nicht
mehr als paar cm ist.

Die Inkompressibilität und die Art der Befüllung kann dagegen schon eine
Rolle spielen. Während mit Luftpolster kaum Druckspitzen entstehen
können, ist es möglich, dass mit Wasserfüllung doch geringe Schwankungen
im Zufluss ganz erhebliche Druckspitzen verursachen, die natürlich nun
vom Tütenmat. aufgenommen werden müssen. Das Material muss also
bei jeder geringen Schwankung im Zufluss, welche den Druck erhöht,
etwas nachgeben und reist nach einer gewissen Zahl von Druckspitzen.
Ob das Manometer das überhaut mitbekommt ist fraglich.
Gruß Uwi

Guten Tag,
ich schreibe im Moment an meiner Diplomarbeit und stelle
hierfür
Druckverbundtüten her (Aluminium/PE-Verbund) die ich dann mit
einem
Medium (Wasser oder Luft) fülle und zum Bersten bringe. Die
Beutel
sind allesamt gleich hergestellt. Mein Problem ist folgendes:
Die
Tüten die ich mit Wasser befülle halten nur einem geringen
Druck
stand (1,2 bar). Die Tüten die ich mit Luft befülle halten
über 2
bar aus bis sie bersten. Woher kommt das Phänomen ? Die Tüten
sind
gleich und Druck ist gleich Druck…Oder ?

Vielen Dank für die Antworten

Gruß

Hallo Marius,

ich könnte mir auch den Einfluß der Form - Luft: eher kuglig; Wasser: eher zylindrisch - vorstellen. Wie ist denn jeweils der Bruchverlauf?
Bei Wasser ein Bruch in Längsachse wäre z.B. ein Hinweis darauf.

Wolfgang D.

Wolfgang D.

Hallo,

Lösungsvorschlag:

Das Tütenmaterial ist nicht homogen, sondern aus Material mi unterschiedlichen Dehneigenschaften.

Ich war früher einmal im Druckbehälterbau tätig.(lange her).
Zur Wandstärkenberechnung gab es die sog. „Kesselformel“.
Im Zähler standen D*p D = Außendurchmesser p = Druck.

Bei Deinen Tüten wird sich bei Befüllung mit Wasser der Außendurchmesser etwas vergrößern, da Wasser nicht komprimierbar ist.
Bei der Luftbefüllung wird diese Wirkung nicht so stark eintreten.

Das Tütenmaterial wird sich dehnen, der Außendurchmesser wird (geringfügig?) größer.

Mit gößerem Außendurchmesser wäre aber bei gleichem Druck eine größere Wandstärke erforderlich. Diese ist aber unveränderbar.

Aus diesem Grunde werden die Tüten mit Wasserbefüllung eher reißen als die mit Luftbefüllung.

Schau mal nach:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kesselformel

Gruß:
Manni

Hallo,

Lösungsvorschlag:

Das Tütenmaterial ist nicht homogen, sondern aus Material mi
unterschiedlichen Dehneigenschaften.

Ich war früher einmal im Druckbehälterbau tätig.(lange her).
Zur Wandstärkenberechnung gab es die sog. „Kesselformel“.
Im Zähler standen D*p D = Außendurchmesser p = Druck.

Bei Deinen Tüten wird sich bei Befüllung mit Wasser der
Außendurchmesser etwas vergrößern, da Wasser nicht
komprimierbar ist.
Bei der Luftbefüllung wird diese Wirkung nicht so stark
eintreten.

Das Tütenmaterial wird sich dehnen, der Außendurchmesser wird
(geringfügig?) größer.

Hallo,

auch mit Luft wird sich der Aussendurchmesser vergrößern! Relevant erscheint mir, dass mit Wasser die Zylinderform überwiegt und dabei die Beanspruchung lt. Kesselformel in Längsrichtung massgebend ist, die nur halb so groß ist wie die in Umfangsrichtung, die wiederum für die sich bildende Kugelform bei Luft massgeblich ist.
Im vorliegenden Fall erzielt man wohl keine ausgeprägte Zylinder- bzw. Kugelform, sondern bei Wasser eine längliche Kugel und bei Luft eine mehr kugelige. Das Belastungsverhältnis ist dann auch nicht 1: 2 wie bei den reinen Formen, sondern irgendwie in der Mitte.
Wolfgang D.

Hallo,

auch mit Luft wird sich der Aussendurchmesser vergrößern!

Na klar!
Ich habe das doch nicht ausgeschlossen.
Der Außendurchmesser wird sich imho nur nicht so „stark“ vergrößern, wie bei Wasser.

Relevant erscheint mir, dass mit Wasser die Zylinderform
überwiegt

Das weiß man nicht so genau. Auskunft über die Form bei der Druckprüfung könnte der UP geben.

Gruß:
Manni

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Hallo,

Denke auch wie totesPferd, dass es was mit dem Eigengewicht
des Wassers zu tun hat.

Mit Nachdenken aber eher nicht.

Yo, der King…

Das Wasser bildet durch sein Gewicht in der Tüte sowas
ähnliches wie eine Tropfenform aus bzw dieser Tropen zieht an
der Tüte und schnürt sie oben ein, unten drückt es die Tüte
auseinander und dazu kommt noch der beaufschlagte Druck, mit
Luft/Gas kann sich der Druck schön gleichmäßig in der Tüte in
alle Richtungen ausbreiten.

Die Druckdifferenz von 2Bar zu 1,2Bar entsprricht einer
Wassersäule
von 8m ! Es soll aber bloß eine Tüte sein, und kein langer
Schlauch, oder?

Um dies zu überprüfen, benötigst Du einen Membran, statt einer
Tüte. Den spannst Du ein und pumpst „nach oben“, somit wirken
nur die Drücke auf den Membran und kein Eigengewicht des
Mediums. Du solltest den Druck dabei ziemlich nahe am Membran
abgreifen, da Wasser mit 0,1 bar/m sich in der Messung
bemerkbar macht, was aber schätzungsweise vernachlässigbar ist.

Mit reinem Nachdenken kann man ausschließen, dass das Wasser
mit seinem
Eigengewicht ein große Rolle spielen wird, solange die
Füllhöhe nicht
mehr als paar cm ist.

Hast Du dann überhaupt schon nachgedacht? Wenn Du übertreiben willst, bitte, mach ich das auch: Ich brauche nicht das von dir genannte „Rohr“ mit 8m Länge, um so ein Tütchen zum Reißen zu bringen, da genügt es, wenn die Füllhöhe deine „paar cm ist“, aber der Durchmesser entsprechend groß ist. Dann Reißt die Tüte schon vor 1,2 bar, da durch den Dichteunterschied Luft/Wasser das Eigengewicht des Wasser ganz anders zu buche schlägt. Schließt Du nun immer noch aus, dass mit reinem Nachdenken das Eigengewicht eine Rolle spielt?

Die Inkompressibilität und die Art der Befüllung kann dagegen
schon eine
Rolle spielen. Während mit Luftpolster kaum Druckspitzen
entstehen
können, ist es möglich, dass mit Wasserfüllung doch geringe
Schwankungen
im Zufluss ganz erhebliche Druckspitzen verursachen, die
natürlich nun
vom Tütenmat. aufgenommen werden müssen. Das Material muss
also
bei jeder geringen Schwankung im Zufluss, welche den Druck
erhöht,
etwas nachgeben und reist nach einer gewissen Zahl von
Druckspitzen.
Ob das Manometer das überhaut mitbekommt ist fraglich.

…Druckspitzen wurden im Versuchsaufbau durch die Art und Weise der Befüllung weitestgehend ausgeschlossen. Bei dir klingt es natürlich wieder so, als ob er bei 250bar mit 600l/min die Tüten füllen würde.

Gruß Uwi

Hallo Wolfgang,

es gibt keine Unterschiede im Bruchbild. Alle Kissen sind an der Siegelnaht aufgeplatzt.

Gruß

Marius

Hallo,

ich denke, dass der Druck eine richtungsunabhängige Größe ist. Demnach breitet er sich in alle Richtungen aus. Meine Füllhöhe beträgt ca. 10 cm. Die Kissen haben eine Seitenlänge von 10 cm.

Gruß und Danke

Marius

Hallo,

es gibt keine Unterschiede im Bruchbild. Alle Kissen sind an
der Siegelnaht aufgeplatzt.

Den Grund hierfür hatte ich doch genannt.
Die Naht könnte zwar eine weitere Schwächung sein, jedoch platzt so eine Tüte immer längs auf.
Für mich ist bei Wasser ganz klar die Vergrößerung des Außendurchmessers der Grund.

Gruß:
Manni

Hallo,

zu bringen, da genügt es, wenn die Füllhöhe deine „paar cm
ist“, aber der Durchmesser entsprechend groß ist. Dann Reißt
die Tüte schon vor 1,2 bar, da durch den Dichteunterschied
Luft/Wasser das Eigengewicht des Wasser ganz anders zu buche schlägt.

Du kannst dir natürlich noch sonstwas für gewaltige Tüten ausdenken,
nur um nicht zugeben zu müssen, dass die Aussagen nix waren.

Schließt Du nun immer noch aus, dass mit reinem
Nachdenken
das Eigengewicht eine Rolle spielt?

Nun steht zufällig 2 Artikel höher noch mal eine Aussage dazu.
Die Tüte ist eben doch nur recht klein (10cmx10cm).

Die Inkompressibilität und die Art der Befüllung kann dagegen
schon eine Rolle spielen. Während mit Luftpolster kaum Druckspitzen
entstehen können, ist es möglich, dass mit Wasserfüllung doch geringe
Schwankungen im Zufluss ganz erhebliche Druckspitzen verursachen, die
natürlich nun vom Tütenmat. aufgenommen werden müssen. Das Material muss
also bei jeder geringen Schwankung im Zufluss, welche den Druck
erhöht, etwas nachgeben und reißt nach einer gewissen Zahl von
Druckspitzen.
Ob das Manometer das überhaut mitbekommt ist fraglich.

…Druckspitzen wurden im Versuchsaufbau durch die Art und
Weise der Befüllung weitestgehend ausgeschlossen.

Das ist eine reine Behauptung deinerseits.
Hast du den Versuchsaufbau gesehen?
Dass kurze Druckspitzen nicht angezeigt werden, ist noch lange kein
Beweis, dass keine da sind.

Bei dir klingt es natürlich wieder so, als ob er bei 250bar mit
600l/min die Tüten füllen würde.

Laber laber …

Gruß Uwi