Zitat:

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Original geschrieben von Reinhard

Hi,

wenn man sein Gehäuse gut genug kennt, kann man auch seine Dehnung mit einem DMS messen, und sich daraus den Innendruck ausrechnen. Man spart sich dann die Bohrung und muss dafür die Messung vorher kallibrieren.

Gruß
Reinhard

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Bspw. wie im Foto:




Generell ist der Bericht über die Zulassung des BC 360 mehr als passend, da exakt diese Themen ausführlich beleuchtet werden:

Entwicklung & Erprobung des Raketenmotors BC 360


Gruß
Tom

Geändert von Tom am 03. November 2006 um 10:44

Hi,

Spannungsoptischer aktiver Schicht. Das klingt so nach einem Prinzip wo mit polarisiertem Licht gearbeitet wird. Gibt es dazu auch Bilder ,meine das Ergebnis?

Gruß

Neil

Zitat:

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Original geschrieben von Neil

Hi,

Spannungsoptischer aktiver Schicht. Das klingt so nach einem Prinzip wo mit polarisiertem Licht gearbeitet wird. Gibt es dazu auch Bilder ,meine das Ergebnis?

Gruß

Neil

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Hi Neil,

schau mal hier:

Isochromatenbilder BC 360

Steht aber alles im o.g. Bericht drin

Gruß
Tom

Sehr schön, danke!

Ich hätte gedacht, daß die Wärmeausdehnung des Gehäuses einem die Suppe ganz schön versalzen kann.
Vor allem, wo sich die Innenseite des Gehäuses schneller erwärmt/ausdehnt als die Außenseite und damit die Außenseite auch ohne Druck schon "aufgeblasen" würde.
Aber das Verhalten lässt sich zur Kalibrierung nicht mal ohne Druck simulieren. Oder spielt das alles keine Rolle?

Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 03. November 2006 um 14:29

Zitat:

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Vor allem, wo sich die Innenseite des Gehäuses schneller erwärmt/ausdehnt als die Außenseite und damit die Außenseite auch ohne Druck schon "aufgeblasen" würde.

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Ist das bei sehr kleinen Wandstärken nicht zu vernachlässigen. Das Gehäuse wird größer, aber ich glaube nicht das du ein großes Delta T im Gehäuse von Innen nach Außen haben wirst. Da das Gehäuse nachher nicht sehr warm ist, ist auch Delta T im allgemeinen nicht sehr groß.

* Satire an *
Wäre das so schlimm, dann müßte sich das Gehäuse ja umstülpen um die Spannung im Casing auszugleichen.
* Satire aus*

Alu hat eine Wärmeleitfähigkeit von 237 W/(m*K) und eine spezifische Wärmekapazität von 900 J/(kg * K) sowie einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von ca. 23*10^-6/K bei 20°C.
Das bedeutet grob vereinfacht, das du bei einem Delta( kalter Motor 25°C zu warmen Motor 80°C) T von 55K also um ca. 0,1% größer wird.

Gruß

Neil

Und um wieviel wirst Du bei 10Bar Innendruck größer?

Hi,

Aluminium hat ein E-Modul von ca. 72000 N/mm^2. Was du dann noch brauchst ist Die Spannung im Werkstück selber.

Dann ergibt sich aus

Ausdehung = Spannung / E-Modul = n/mm^2 / N/mm^2

Man sieht also, das als Ergebnis ein Wert raus kommt der angibt wieviel mal länger der Körper wird gegenüber der unbelasteten Länge.

Nehmen wir also dein Beispiel von 10 bar. Wir brauchen aber noch die Geometrie des Motors. Ich kenne die nicht so genau, nehme also jetzt mal Schätzwerte.
Durchmesser = 80mm
Wandstärke 4mm
Dann ergibt das eine tangentiale Spannung von 9N/mm^2.
Das setzen wir jetzt oben ein

Ausdehung = 9N/mm^2 / 72000 N/mm^2 = 0,000125
Der Motor wird also 0,000125 mal größer im Umfang oder 0,0125%. Das ist jetzt weniger als bei der thermischen Ausdehnung, aber wir haben ja hier nur 10 bar genommen. Betriebsdruck ist glaube ich 90 bar. Dann liegen wir schon bei 0,1125%. Der Test wurde bis 270 bar gemacht, dann liegt man schon bei 0,3375% also doch deutlich mehr als bei der thermischen Ausdehnung.

Selbst wenn der Effekt sehr dich beieinander liegen würde, so kann man ja die mechanische Dehnung kalt und einmal im warmen Zustand messen, dann kann man das auseinander rechnen und man sieht dann deutlich welcher Anteil von welcher Dehnung kommt.
Darüber hinaus gibt es einen zeitlichen Zusammenhang zwischen Brennkammerdruck und Dehung wegen Druckbelastung. Diese ist direkt sofort. Die thermische hinkt aber zeitlich hinter da wir ja eine gewisse Wärmekapazität des Gehäuses haben und so.

Gruß

Neil

Nun ja, bei 'nem Hybriden ist der Betriebsdruck eher um 20Bar. und mein MH-Gehäuse hatte hin und wieder auch über 100°C.

Beim Hinterherhinken mußt Du bedenken, daß auch die Erwärmung innen das Gehäuse schon spreizt (per Ausdehnung).

Für mich sieht es so aus, als könne man den Druck nit einem DMS an einem Raketenmotor nicht vernünftig messen.

Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 03. November 2006 um 23:50

Hi,

achso, du gehst von einem Hybrid aus. Ich dachte jetzt wir reden immer noch über den BC360 von weiter oben. Weil da war ja ein DMS drauf. Dann kann es natürlich anders aussehen.
Es ist aber eine übliche Methode bei Druckbehältern mit DMS die Dehnung und somit auch den Druck zu messen.
Es ist aber so, das nicht nur die Temperatur da mit spielt, sondern auch noch der Ort wo der DMS aufgeklebt wird und die Belastungsrichtung. So hat ein Rohr unterschiedliche Spannungen in den verschiedenen Achsen. Es gibt extra DMS Rosetten für die Druckmessungen. Diese werden dann aber auf eine Mebran geklebt oder auf dem Boden der Kalotte (?). Dort sollten die Spannungen möglichst gleich sein.
Ich würde versuchen den Druck per Drucksensor zu messen. Das hat mehrere Vorteile.
- Du hast deinen Sensor von der Wärme des Motors entkoppelt, mußt also da keine große Betrachtung machen.
- Du mußt keine spezial DMS und Kleber verwenden die bei deinen Betriebstemperaturen von ca. 100°C halten.
- Falls der Motor platzt, ist der Sensor nicht kaputt. Der DMS könnte dabei drauf gehen.
- Du kannst einen Sensor an mehrere Motoren nutzen und mußt nicht immer wieder neu einen aufkleben.

Aber oft ist die Wahl des Sensors davon abhängig was man gerade zur Hand hat.

Die Idee mit dem Wolfram faden ist gut. Was macht aber der Wolframdraht bei so hohen Temperaturen? Wird er evtl. verbrennen weil wir ja eine Sauerstoff reiche Umgebung haben. Wie sieht die mechanische Belastung aus, da strömen Gase mit Partikeln sehr schnell. Wird er evtl. mechanisch zerstört.

Zitat:

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Beim Hinterherhinken mußt Du bedenken, daß auch die Erwärmung innen das Gehäuse schon spreizt (per Ausdehnung).

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Ich habe jetzt die Dehung bei anliegenden Druck und Temperatur betrachtet, dann kannst du doch jetzt mal den Temperaturverlauf im Casing ausrechnen .

Gruß

Neil