Hallöchen alle zusammen!

Ich hab da mal eine Frage. Hab das mit einer Skizze in einem Power Point gemacht. Der Link ist da: http://modellraketen.blackpuma.org/images/stories/allgemeines/frage.ppt

Vielleicht kann mir einer von euch helfen.

LG
Blackpuma

Hi,

das ist eine einfache Aufgabe. Die Lösung ist die Kesselgleichung.
du hast deinen Druck im Behälter 30bar. Das sind 3000000 Pascal oder N/m^2. Das musst du jetzt runter rechnen auf N/mm^2 den damit sind die Festigkeiten von Werkstoffen angegeben.
3000000 N/m^2 sind 3N/mm^2.
Jetzt ist die Frage was für einen Werkstoff du nehmen willst. Nehmen wir mal Alumium. Das hat eine Zugfestigkeit von z.B. 220N/mm^2.

Bei einem Druckbehälter ist es immer so, das die tangetialen Kräfte größer sind als die Kräfte längs des Rohres. Das sieht man gut bei einem Würstchen. So ein Würstchen platzt immer der Länge nach auf, die stumpf in der Miete wie beim druchbrechen. Also reicht für eine Überschlagsrechnung erstmal nur die tangential Kraft aus.
Die ergibt sich aus Innendruck und Druchmesser. Bei z.B. 100mm wären das
100* 3 = 300N/mm
Jetzt haben wir ja die Zugfestigkeit des Werkstoffes von 220N/mm^2. Wir teilen das jetzt einfach dadruch und bekommen die minmale Wandstärke
300 / 220 = 1,36mm
Das ist jetzt die Wandstärke von beiden Seiten zusammen. Da sich ja die Kraft des Behälters auf zwei Seiten verteilt. Als ist die eigentliche Wandstärke nur 0,68mm.
Das wäre jetzt die Wandstärke ohne jede Sicherheit. Das Ding würde dir bei dem Druck um die Ohren fliegen. Daher nimmt man sowas wie einen Sicherheitsbeiwert. Der drückt aus weiviel mal Stärker dein Bauteil gegenüber der erwarteten Belastung ist. Dazu kommt dann noch das Halbzeug was du bekommst. Ein Rohr 0,68mm Wandstärke bekommt man nicht, also wählt man das nächst größere. Ich würde so 2mm nehmen. Das beult auch nicht beim anpacken ein.

Was viel wichtiger bei einem Druckbehälter ist, ist die Form. Der sollte möglichst rund sein, je kleiner der Radius ist, desto eher wird er dort versagen. Daher haben die Behälter alle einen runden Boden und Deckel.
Da dein Rohr wohl deutlich dünner sein wird als dein Tank, wird dort eine Wandstärke mit 2mm mit Sicherheit reichen.
Bevor du aber den Behälter in betrieb nimmst, würde ich den abdrücken. Dabei wird der ehälter komplett mit Wasser gefüllt und unter Wasser unter Druck gesetzt. Da die Energie nur in einem elasgtischen Medium (Luft) gespeichert werden kann, ist das versagen bei so einem Test nicht so gefährlich. Sobald der Behälter platzt, ist der Druck weg und die Bruchstücke werden nicht weiter auseinander getrieben. So ein Test ist wichtig und sollte immer gemacht werden, da bei der Herstellung soviele Fehler in das bauteil einfließen können, das der beste errechnete Behälter versagt.

Gruß

Neil

Danke dir!

Ist ganz schön schwer jemanden zu finden der das beantworten kann.

LG
Blackpuma