informazioni tecniche bombola aria

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  • informazioni tecniche bombola aria

    buonasera. Mi servono questi dati per uno studio:

    se nel mare lascio una bombola d’aria per sub e apro la valvola completamente che succede?
    1. La pressione forte dell’aria permetterà alla bombola di spostarsi?
    2. Se si, per quanto tempo circa si sposterà?
    Grazie.

  • #2
    Ciao Enzo.

    Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
    buonasera. Mi servono questi dati per uno studio:
    se nel mare lascio una bombola d’aria per sub e apro la valvola completamente che succede?
    Non succede nulla, in termini di movimento.
    Una volta aperto il rubinetto, di una bombola da sub, le uniche cose che noti sono un forte sibilo e il ghiacciarsi della rubinetteria.

    Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
    1. La pressione forte dell’aria permetterà alla bombola di spostarsi?
    No, la bombola non si muove, anche se apri totalmente il rubinetto.
    Definizione di pressione:
    "una forza che agisce su una superficie"

    All'interno di una bombola subacquea caricata a 200 bar (200 Kg peso su centimetro quadrato) è imbrigliata una grande forza ma ......
    Il lume della rubinetteria è piccolo, per cui, attraverso la piccola superficie della valvola non passa un flusso tale in termini di massa, in grado di muovere la bombola (molto pesante).

    Per far si che la bombola sia sparata via dalla pressione al suo interno si dovrebbe riuscire a tranciare via, di colpo, la rubinetteria aprendo un foro di almeno un centimetro quadrato (cosa tecnicamente difficilissima a meno che non hai un fucile Barret calibro 50 con proiettili a uranio esaurito in grado di forare una bombola d'acciaio).
    In questo caso la fuori uscita dell'aria è tale in termini di forza e di massa da creare una spinta tale da sparare via la bombola.

    Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
    2. Se si, per quanto tempo circa si sposterà?
    Grazie.
    Ipotizzando di far saltare la rubinetteria, la bombola si scaricherebbe in pochissimo tempo (una manciata di secondi, scondo me non arrivi a 4) ma proprio per questo si genera una forte spinta.

    Tieni presente che l'aria ha si un peso ma è molto piccolo, la bassa densità dell'aria non permette di sfruttare al massimo la forza della sua pressione, la reazione (spinta propulsiva) è piccola.
    Per aumentare la spinta bisogna aprire un foro che faccia passare una massa d'aria elevata a tal punto che la reazione crei una pinta sufficiente a spostare la bombola (che comunque è molto pesante).

    Il concetto è ben espresso nei razzi ad acqua dove, per fruttare meglio l'energia dell'aria compressa, s'immette dentro al contenitore di aria compressa - acqua - molto più densa e pesante, in questo modo l'energia dell'aria compressa si trasferisce all'acqua molto più pesante e la fuoriuscita (reazione) genera una spinta molto più forte.

    Cordialmente
    Rana

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    • #3
      Buongiorno,

      2. Se si, per quanto tempo circa si sposterà?
      il tempo di scarica è proporzionale a:
      • la percentuale di apertura del rubinetto
      • il coefficiente di efflusso del rubinetto della bombola
      • del differenziale tra la pressione interna della bombola (che varia come)e la pressione ambiente alla quale questa si trova
      per cui tali tempi sono difficilmente predicibili senza una corretta modellazione matematica del problema, o con dei test sperimentali.

      Il problema di base è cmq molto semplice e simile allo svuotamento di un serbatoio pieno d'acqua.

      http://www.fermilecce.gov.it/area-do...32-serbatoio-1
      http://people.unica.it/eliousai/file..._Soluzione.pdf

      Per cui il modello dinamico sarà un qualcosa del tipo:

      (1) dp(t)/dt=-q(t) con p(t=0)=200 Bar = 2e+7 Pa

      dove q è la portata d'aria in uscita dalla bombola

      (2) q(t)=k * p(t)^a

      con

      p [Pa]=pressione della bombola
      k [Pa s/m3],a [-]=sono coefficienti dipendente dalla geometria del foro dove a: 0<a<1
      q [m3/s]=è la porta di fluido "aria" in uscita dalla bombola.

      Parametrizzando (1)-(2) e risolvendo l'equazione differenziale associata può risolvere il suo problema.

      Saluti e buoni conti.

      Tonnetto


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      • #4
        Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
        buonasera. Mi servono questi dati per uno studio:

        se nel mare lascio una bombola d’aria per sub e apro la valvola completamente che succede?
        1. La pressione forte dell’aria permetterà alla bombola di spostarsi?
        2. Se si, per quanto tempo circa si sposterà?
        Grazie.
        Dipende.
        Se lo fai a 4000 metri di profondità, quando apri il rubinetto l'aria non esce, in compenso l'acqua entra e riempie la bombola fino a metà.
        www.filoariannadive.com

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        • #5
          Questi signori hanno condotto dei test all'asciutto - mi pare fossero tutte caricate a 300bar: https://www.youtube.com/watch?v=tyINNUaXa8Q&t=52s
          Dopo il primo test - in cui si vede un operatore con una mazza - hanno saggiamente pensato che non fosse il caso di essere nei paraggi...


          p.s: gli autori del test sono i pompieri svizzeri
          Se avessi molto più tempo potrei fare molte più cose.
          L'ottimista pensa che viviamo nel migliore dei mondi possibili, il pessimista teme che sia vero.

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          • #6
            Originariamente inviato da Alastar Visualizza il messaggio
            Questi signori hanno condotto dei test all'asciutto - mi pare fossero tutte caricate a 300bar: https://www.youtube.com/watch?v=tyINNUaXa8Q&t=52s
            Dopo il primo test - in cui si vede un operatore con una mazza - hanno saggiamente pensato che non fosse il caso di essere nei paraggi...


            p.s: gli autori del test sono i pompieri svizzeri

            Ciao Alastar.
            veramente interessante il filmato che hai postato.

            Se non sbaglio i vigili tranciano (con quella sorta di ghigliottina) la rubinetteria.

            Non mi è mai capitato di vedere effetti simili semplicemente aprendo il rubinetto di una bombola.

            Cordialmente
            Rana


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            • #7
              Grazie a tutti... siete tutti molto preparati.
              Vi spiego lo scopo di questa mia domanda strana!!!
              Vorrei realizzare un seascooter (acqua-scooter piccolo a cui ci si aggrappa con 2 mani).
              Normalmente sono elettrici oppure alcuni vecchi modelli sono a motore a scoppio.
              Vorrei realizzarne uno ad aria compressa, cioè sfruttando l’idrogetto dell’aria, compressa in un contenitore.
              Avevo pensato a 2 soluzioni:
              1° sfruttando una bombola da sub, saldando ai lati 2 maniglie e con una valvola comandare lo spostamento.
              2° realizzare in pratica un razzo a acqua, con un contenitore piccolo max 5 litri. però riempito con aria ed acqua.
              credete che uno dei 2 sia fattibile? il primo a quanto ho letto sembra di no.
              del 2° che ne dite?
              ps lo scopo del seascooter è ricreativo. quindi non mi occorre che navighi per 20 minuti.... ma almeno qualche minuto!

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              • #8
                Originariamente inviato da RANA Visualizza il messaggio


                Ciao Alastar.
                veramente interessante il filmato che hai postato.

                Se non sbaglio i vigili tranciano (con quella sorta di ghigliottina) la rubinetteria.

                Non mi è mai capitato di vedere effetti simili semplicemente aprendo il rubinetto di una bombola.

                Cordialmente
                Rana


                Da 200 a 300bar la differenza non è poca, ad ogni modo credo che il motivo per cui nel video la bombola parta in quel modo credo sia anche legato al fatto che essendo stata tranciata di netto la rubinetteria, il flusso in uscita non presenta "perdite di gomito".

                Ad ogni modo, almeno in teoria, una qualsiasi bombola caricata a 200bar in superficie se si apre la rubinetteria dovrebbe muoversi in assenza di forti attriti, (ad esempio se è coricata e libera di rotolare, o se sta su un gav gonfio in acqua).

                Se invece sta in piedi è abbastanza possibile che la forza di gravita insieme all'attrito secco siano tali da non permetterle di muoversi.

                Tonnetto

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                • #9
                  Beh, aprendo il rubinetto non potrebbe succedere perché il diametro minimo attraverso cui passa l'aria è sicuramente inferiore a quello del rubinetto appena terminata la filettatura che si innesta sull'ogiva.
                  Considera che c'è la cannula - che quando tranci il rubinetto, schizza fuori - credo che la cannula sia il diametro minimo che incontra l'aria per uscire da una bombola.
                  Poi, te l'immagini una bombola che si rovescia all'indietro con violenza aprendo il rubinetto ?
                  Comunque, data la disposizione dell'ugello del rubinetto (a 90° con l'asse di simmetria verticale della bombola), aprendo totalmente il rubinetto in acqua (con pressione dell'acqua < di quella della bombola) in teoria la bombola dovrebbe subire una rotazione, niente di drammatico e pericoloso data la viscosità dell'acqua.
                  Come dice reato aprendola a -4000m succede l'esatto opposto, quindi, il sub che si trovasse in vicinanza del rubinetto aperto verrebbe risucchiato dentro. E' così che si mettono i geni nelle lampade.
                  Se avessi molto più tempo potrei fare molte più cose.
                  L'ottimista pensa che viviamo nel migliore dei mondi possibili, il pessimista teme che sia vero.

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                  • #10
                    Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
                    Grazie a tutti... siete tutti molto preparati.
                    Vi spiego lo scopo di questa mia domanda strana!!!
                    Vorrei realizzare un seascooter (acqua-scooter piccolo a cui ci si aggrappa con 2 mani).
                    Normalmente sono elettrici oppure alcuni vecchi modelli sono a motore a scoppio.
                    Vorrei realizzarne uno ad aria compressa, cioè sfruttando l’idrogetto dell’aria, compressa in un contenitore.
                    Avevo pensato a 2 soluzioni:
                    1° sfruttando una bombola da sub, saldando ai lati 2 maniglie e con una valvola comandare lo spostamento.
                    2° realizzare in pratica un razzo a acqua, con un contenitore piccolo max 5 litri. però riempito con aria ed acqua.
                    credete che uno dei 2 sia fattibile? il primo a quanto ho letto sembra di no.
                    del 2° che ne dite?
                    ps lo scopo del seascooter è ricreativo. quindi non mi occorre che navighi per 20 minuti.... ma almeno qualche minuto!

                    Prima pensa a come rendere neutra o al più leggermente negativa la struttura in acqua. Poi pensa al resto. Ad ogni modo mi sembra un idea un po' pericolosa, anche se divertente.
                    Ultima modifica di Tonnetto; 12-06-2017, 17:34.
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                    • #11
                      Originariamente inviato da Alastar Visualizza il messaggio
                      E' così che si mettono i geni nelle lampade.
                      Chapeax
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                      • #12
                        Ciao Tonnetto

                        Originariamente inviato da Tonnetto Visualizza il messaggio
                        Da 200 a 300bar la differenza non è poca,
                        ​La differenza tra 200 e 300 è il 50% in più, in termini di energia condivido che non è poco.
                        Premesso questo 200 bar non sono uno scherzo, è comunque un energia potenziale in grado di fare seri danni se "liberata".

                        Originariamente inviato da Tonnetto Visualizza il messaggio
                        ad ogni modo credo che il motivo per cui nel video la bombola parta in quel modo credo sia anche legato al fatto che essendo stata tranciata di netto la rubinetteria, il flusso in uscita non presenta "perdite di gomito".
                        Non sono un ingegnere per cui non prendo una posizione certa ma, anzi, sono consapevole che potrei sbagliare nel qual caso chiedo scusa e ringrazio chi vorrà correggere quanto sto per scrivere.
                        Io non penso che le due reazioni una violenta (quella del filmato di Alastar) e quella apparentemente senza forza della rubinetteria aperta sia dovuta solo alla "perdita di gomito".
                        Io sono convinto che la differenza sia il diametro del foro di uscita dell'aria.
                        Il diametro determina la massa d'aria che passa nell'unità di tempo ergo l'energia cinetica generata dal getto.

                        Originariamente inviato da Tonnetto Visualizza il messaggio
                        Ad ogni modo, almeno in teoria, una qualsiasi bombola caricata a 200bar in superficie se si apre la rubinetteria dovrebbe muoversi in assenza di forti attriti, (ad esempio se è coricata e libera di rotolare, o se sta su un gav gonfio in acqua).​
                        Condivido.
                        Qualsiasi fuoriuscita in pressione piccola o grande che sia genera spinta, genera un vettore di forza che agisce in quel punto.
                        Se l'oggetto non è soggetto ad attriti e la sua massa non è tale da resistere al vettore si genera un moto.

                        Originariamente inviato da Tonnetto Visualizza il messaggio
                        Se invece sta in piedi è abbastanza possibile che la forza di gravita insieme all'attrito secco siano tali da non permetterle di muoversi.
                        Esatto, la spinta c'è ma non è tale da far scappare via la bombola.

                        Cordialmente
                        Rana

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                        • #13
                          Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
                          Grazie a tutti... siete tutti molto preparati.
                          Vi spiego lo scopo di questa mia domanda strana!!!
                          Vorrei realizzare un seascooter (acqua-scooter piccolo a cui ci si aggrappa con 2 mani).
                          Normalmente sono elettrici oppure alcuni vecchi modelli sono a motore a scoppio.
                          Vorrei realizzarne uno ad aria compressa, cioè sfruttando l’idrogetto dell’aria, compressa in un contenitore.
                          Avevo pensato a 2 soluzioni:
                          1° sfruttando una bombola da sub, saldando ai lati 2 maniglie e con una valvola comandare lo spostamento.
                          2° realizzare in pratica un razzo a acqua, con un contenitore piccolo max 5 litri. però riempito con aria ed acqua.
                          credete che uno dei 2 sia fattibile? il primo a quanto ho letto sembra di no.
                          del 2° che ne dite?
                          ps lo scopo del seascooter è ricreativo. quindi non mi occorre che navighi per 20 minuti.... ma almeno qualche minuto!
                          ​Ciao Enzo,
                          in teoria, penso, dentro una bombola a 200 bar c'è energia sufficiente per spingere un acqua-scooter solo che non è semplice controllare il tutto e soprattutto ottenere autonomia.

                          Nei filmato di Alastar se cronometri il tempo che impiega la bombola a fermarsi noti che arrivi a 10 / 15 secondi di spinta poi il gas al suo interno si esaurisce.

                          Se intendi costruire un razzo in grado si spingere un uomo in acqua per una manciata di secondi bene per qualche minuto la vedo molto dura.

                          Ma lascio correre la fantasia e provo a buttare li un idea folle

                          Perché non sfruttare un motore ad aria compressa ?
                          Per esempio una pistola avvitatrice come questa:


                          Il seguente link riporta le seguenti specifiche:
                          https://www.vidaxl.it/e/871747900140..._di_ferramenta

                          Funziona a 6,3 bar - consuma 228 litri al minuto - sviluppa una coppia di 32 Kg m - raggiunge 7000 rotazioni al minuto.

                          Ora proviamo a fare due calcoli.
                          In un mono da 15 litri a 200 bar posso sfruttare solo 193 bar (6,3 arrotondate a 7 bar finali non le conto in quanto sono sotto la soglia di funzionamento del motore), 193 bar in un 15 litri equivalgono a 2895 liti che divisi per 228 al minuto consumati dal motore fa circa 12 minuti di autonomia.

                          A questo punto prendi un 15 litri lo colleghi a questa pistola tramite un primo stadio di un erogatore tarato a 6,3 bar. attacchi il tutto a un'elica e il gioco è fatto

                          A regola non dovresti neanche spendere un grande capitale dato che alla fine hai bisogno di una bombola (usata) un pistola avvitatrice che costa relativamente poco, un primo stadio un elica e un po di manualità nell'assemblare il tutto.

                          Cordialmente
                          Rana

                          Ultima modifica di RANA; 12-06-2017, 19:23.

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                          • #14
                            Originariamente inviato da enzo14 Visualizza il messaggio
                            Avevo pensato a 2 soluzioni:
                            1° sfruttando una bombola da sub, saldando ai lati 2 maniglie e con una valvola comandare lo spostamento.
                            ​Piccola raccomandazione inerente alla sicurezza.
                            Non saldare nulla alla bombola.
                            La saldatura potrebbe (scaldando) compromettere l'integrità strutturale del metallo della bombola e questo calcolando che dentro ci sono 200 bar non te lo consiglio.
                            La bombola è un oggetto che va sottoposto a collaudi periodici a norma di legge, per farti capire che l'eventuale esplosione di una bombola ti può fare molto ma molto male.

                            Cordialmente
                            Rana

                            Commenta


                            • #15
                              Originariamente inviato da RANA Visualizza il messaggio

                              ​Ciao Enzo,
                              in teoria, penso, dentro una bombola a 200 bar c'è energia sufficiente per spingere un acqua-scooter solo che non è semplice controllare il tutto e soprattutto ottenere autonomia.

                              Nei filmato di Alastar se cronometri il tempo che impiega la bombola a fermarsi noti che arrivi a 10 / 15 secondi di spinta poi il gas al suo interno si esaurisce.

                              Se intendi costruire un razzo in grado si spingere un uomo in acqua per una manciata di secondi bene per qualche minuto la vedo molto dura.

                              Ma lascio correre la fantasia e provo a buttare li un idea folle

                              Perché non sfruttare un motore ad aria compressa ?
                              Per esempio una pistola avvitatrice come questa:


                              Il seguente link riporta le seguenti specifiche:
                              https://www.vidaxl.it/e/871747900140..._di_ferramenta

                              Funziona a 6,3 bar - consuma 228 litri al minuto - sviluppa una coppia di 32 Kg m - raggiunge 7000 rotazioni al minuto.

                              Ora proviamo a fare due calcoli.
                              In un mono da 15 litri a 200 bar posso sfruttare solo 193 bar (6,3 arrotondate a 7 bar finali non le conto in quanto sono sotto la soglia di funzionamento del motore), 193 bar in un 15 litri equivalgono a 2895 liti che divisi per 228 al minuto consumati dal motore fa circa 12 minuti di autonomia.

                              A questo punto prendi un 15 litri lo colleghi a questa pistola tramite un primo stadio di un erogatore tarato a 6,3 bar. attacchi il tutto a un'elica e il gioco è fatto

                              A regola non dovresti neanche spendere un grande capitale dato che alla fine hai bisogno di una bombola (usata) un pistola avvitatrice che costa relativamente poco, un primo stadio un elica e un po di manualità nell'assemblare il tutto.

                              Cordialmente
                              Rana
                              sembra un ottimo sistema e non sarebbe male 12 minuti.
                              visto che sembri un genio di fisica e matematica, potresti dirmi, anche in modo approssimativo, la velocità con cui andrei? non so se fa differenza, la profondità sarebbe 1 metro max. e supponendo un'elica di circa 20 cm di diametro. ah dimenticavo. supponendo il peso medio di una persona (70 kg) + il peso della bombola che non so neanche quant'è!
                              grazieeee
                              Ultima modifica di enzo14; 12-06-2017, 21:29.

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