[natuurkunde] bevestiging drukvatprincipe

HydraGene

Graag zou ik een bevestiging willen krijgen of ik het volgende goed heb gedaan.

Formule drukvatprincipe (cilindrisch drukvat):

σ = ( p * r ) / t

spanning in N/mm² = ( druk in N/mm² * straal in mm) / wanddikte in mm

Nou heb ik een aluminium cilinder met vloeigrens 110 N/mm². Deze cilinder heeft een binnendiameter van 17,8 mm en er komt een druk van 5 bar in te staan. Hoe dik moet de wand nu minimaal zijn?

110 = ( 0,5 * 8,9 ) / t --> ( 0,5 * 8,9 ) / 110 = 0,0405 mm

Dit lijkt mij wel erg dun...

Met veiligheidsfactor van 2:

( 0,5 * 8,9 ) / 55 = 0,0809 mm

Dit lijkt mij nog steeds erg dun... Alhoewel, een rubber fietsband is veel minder sterk en kan ook wel meer dan 10 bar aan... Maar een rubber fietsband kan weer meer uitrekken. Dus ik weet niet wat ik hiervan moet denken.

Doe ik iets fout of is dit een realistische uitkomst?

Jan van de Velde

Dat is dun, maar bedenk dat het nu alleen gaat om de spanning veroorzaakt door de inwendige druk. Zo'n buisje, want met een diameter van 18 mm is het dat, gaan we niet toepassen voor een praktisch gebruik: een onvoorzichtige kat kan er makkelijk een eind aan maken.

Maar het toont wel aan dat je om 5 bar in een buisje te houden niet zo geweldig veel materiaal nodig hebt.

HydraGene

Bedankt voor je reactie.

Had ik niet verwacht, dat maar zo weinig materiaal nodig is.

Maar trillingen en andere krachten van buitenaf zorgen vaak voor een hogere belasting, dan de belasting veroorzaakt door de druk. Daarom pas je in de praktijk een dikkere wanddikte toe.

Ik dacht ook al, heb nog nooit zo een dunne cilinder gezien. En zoiets druk je inderdaad met je vingers nog in elkaar.

Jan van de Velde

HydraGene schreef: ↑di 04 feb 2014, 23:19
Ik dacht ook al, heb nog nooit zo een dunne cilinder gezien. En zoiets druk je inderdaad met je vingers nog in elkaar.

Goed blazen zou al voldoende kunnen zijn

. 40 micrometer is ongeveer de dikte van 3 laagjes huishoud-alumiumfolie.

Maar ja, ik kan me goed voorstellen dat je tientallen kilogrammen kunt ophangen aan een lap aluminiumfolie.

Benm

HydraGene schreef: ↑di 04 feb 2014, 18:39
Dit lijkt mij nog steeds erg dun... Alhoewel, een rubber fietsband is veel minder sterk en kan ook wel meer dan 10 bar aan... Maar een rubber fietsband kan weer meer uitrekken. Dus ik weet niet wat ik hiervan moet denken.

Als een fietsband uitrekt dan moet je er meer lucht in pompen om de gewenste druk te behalen, maar als die eenmaal 10 bar is, dan is het 10 bar ongeacht hoever hij is uitgezet.

Dat het resultaat verrassend dun is voor zo'n klein bolletje komt denk ik vooral omdat het zo klein is dat je het in de praktijk zelden ziet. Als je naar iets gangbaarders kijkt als een spuitbus dan heb je een aluminium wand van een paar tiende mm, en die kan tientallen bars verdragen voordat het ding 'ontploft' (en als dat gebeurd zijn het waarschijnlijk de naden die het begeven).

Tegen de tijd dat de druk en het volume wat groter worden heb je wel dikkere wanden nodig. Voor iets als een duikfles van 10 liter met een druk van 200 bar is het een paar milimeter aluminium.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] bevestiging drukvatprincipe

bevestiging drukvatprincipe

Re: bevestiging drukvatprincipe

Re: bevestiging drukvatprincipe

Re: bevestiging drukvatprincipe

Re: bevestiging drukvatprincipe