Voor alle duidelijkheid: met "barg" wordt bedoeld "druk boven de atmosferische druk", dus niet de absolute druk (ook als "gauge pressure" genoemd). 0 Barg = 1 atm = 10⁵ Pa (of N/m²)

Hoe lang het duurt om een gasfles van 2 Barg (=3 atm) op 5 Barg (=6 atm) te brengen is niet te zeggen: dat hangt helemaal af van het apparaat waarmee je het gas in de fles perst, de opening van de fles enz.  Vergelijk met het oppompen van een band: dat kun je met veel kracht in een paar seconden doen of je kunt het rustig aan in 2 minuten doen...

met barg bedoel ik idd druk boven atm.

 

De druk waarmee de fles wordt gevuld is constant, komt uit een grote compressor die constat 8 bar geeft.

Er wordt een orrifice gebruikt op de ingang met een diameter van 1 mm.

Ik was benieuwd of er een model was hiervoor. 

dag kaarn,

Daar zijn vele modellenen formules voor, en geen van alle eenvoudig. Het feit dat je met een "compressible fluid" werkt maakt het er niet simpeler op. Hoe ingewikkelder het model, hoe beter het de praktijk benadert. Zelf ben ik daar ook helemaal niet in thuis.

Deze is bruikbaar (hou je vast....)

http://en.wikipedia.org/wiki/Orifice_plate#Flow_of_gases_through_an_orifice

dat geeft een momentaan debiet. In jouw geval is p₂ niet constant maar afhankelijk van hoeveel gas al is binnengestroomd. Dat betekent dan dat je best een iteratief model gaat bouwen waarbij je in tijdstapjes (bijv seconden) werkt waarbij je die p₂ gedurende dat tijdstapje als bijna niet veranderend en dus constant veronderstelt. Met de gevonden Q bereken je een nieuwe p₂ die je als beginwaarde voor het volgende tijdstapje gebruikt. Voor 1000 seconden 1000 rondjes draaien en kijken of je ergens gedurende die tijd de 5 barg bereikt, en anders draai je er nog wat rondjes achteraan. 

Betere oplossing zou ik zo gauw niet weten. <

groet, Jan

 

De door Jan genoemde site kan je inderdaad een stuk verder helpen omdat de dm/dt massatoename analytisch is uitgedrukt en je daarmee de massatoename van het cilindergas en daarmee de toegenomen druk kunt berekenen.

Ik heb zelf e.e.a. in een spreadsheet gezet en maar eens gekeken hoe zich dit vulproces numeriek ontwikkelt. De 400 cc gasfles is wel een klein flesje: 0,4 liter of minder dan een half melkpak groot. Dat zal met 9 atmosfeer druk van de compressor snel volgeblazen worden. Dat bleek ook uit de numerieke resultaten (zie bijlage - spreadsheet in 3 stukken ivm max grootte van bijlagen. De berekende tabel toont ook alleen de eerste berekeningen tot 0.13 s).

Hierbij is ook uitgegaan van wat simplistische aannames, waaronder dat de compressor een groot vat onder 9 atm druk is en waarin een gaatje (orrifice) ter grootte van je 2 mm diameter zit. Dan kun je aannemen dat de wegstroming het vat niet snel beinvloedt en de dichtheid 9x die van normale luchtdruk is en de lucht ook als niet samendrukbare stroom uit het gat komt.

De toename van de hoeveelheid lucht is dan gatgrootte x snelheid x luchtdichtheid. Deze laatste is bij 9 atm ook 9x de normale luchtdichtheid van 1 atm.

Deze massatoename is een aantal grammolen lucht Δn, zodat de cilinder een grotere druk krijgt en wel met een toename Δp = Δn . RT/V waarbij de aanname is dat de cilinder niet warmer wordt (300 K blijft). Dat is niet helemaal terecht.

Scuba divers kunnen hun luchtflessen tot toegelaten druk opvullen maar de fles warmt op. Het volspuiten gebeurt grotendeels adiabatisch, dwz zonder warmteafgifte aan de omgeving, omdat het proces snel verloopt. Eenmaal afgekoeld blijkt er minder gasdruk te zijn in de luchtfles dan toegestaan. Je kunt hem dan bijvullen. Of aanvankelijk al overvullen (als de hogere temperatuur en hogere druk de fles niet doen exploderen) zodat na afkoeling wel de juiste druk en gas-massa bestaat.

De berekeningen laten echter zien dat het halve melkpak al binnen een halve seconde vol zit. 

Hi theo heb je die excel bijlage nog?

Vanuit een backup...

theo bedankt voor het versturen maar klopt de berekening van de massa toename in interval

Geen idee - ik heb er al geen 8 jaar naar gekeken.

Aanname 4 zegt m.i. correct massatoename per tijdseenheid = volume x dichtheid = diafragma oppervlak x stroomsnelheid x dichtheid
En daar geloof ik nog wel in...