Hydraulik - Kompression Berechnung

[Erik7]

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:

ich habe einen einfachwirkenden Zylinder, der von außen mit einer Kraft belastet wird, so dass p1 im Zylinder herrscht. Nun erhöhe ich die Last deutlich und erhalte den Druck p2. Der Zylinder ist mithilfe eines Ventils abgesperrt, das heißt das Öl kann nicht weg.
Das Öl wird also komprimiert (geht in Bereiche bis 400 bar) und der Zylinder senkt sich ab.

Meine Frage ist: Wie ändert sich die Öltemperatur infolge der Kompression durch die Lasterhöhung?

Ich finde dazu leider keine Berechnungsgrundlagen, nur zur Volumenänderung infolge von temperaturänderung, aber das suche ich ja nicht. Ich möchte wissen wie warm mein Öl durch die lastabhängige Kompression wird.

Viele Grüße
Erik

 

[Derfnam]

Ich denke Öl ist nicht komprimierbar?

 

[derschwarzepeter]

Wie ändert sich die Öltemperatur infolge der Kompression durch die Lasterhöhung?

Praktisch nicht,
denn da geht ja auch (nahezu) keine Kompressionsarbeit rein.
Ich gehe davon aus, dass das Absenken des Zylinders (fast) nicht durch die Kompression des Öls verursacht wird,
sondern bei Weitem überwiegend durch Elastizitäten im System oder restliche Gasblasen.

Kompression von Öl misst man z.B. mittels eines geläppten Stempels, der in ein Sackloch in gehärtetem, dickwandigen Stahl gepresst wird.
Da ist dann sehr wenig Elastizität im System.

 

[masls]

Ist es ein Ansatz, das Kompressionsvolumen zu ermitteln:

Kompressionsvolumen ΔVK - HAWE Hydraulik

HAWE Hydraulik entwickelt und produziert Hydraulik-Komponenten und -Systeme für den Maschinen- und Anlagenbau.

www.hawe.com

Und dann zurück zu rechnen über die "Ausdehnung von Flüssigkeiten":

Ausdehnung bei Erwärmung — Grundwissen Physik

www.grund-wissen.de

Sollte meiner Meinung nach klappen, dass du die zweite Formel dafür nutzen kannst.

 

[Erik7]

Ist es ein Ansatz, das Kompressionsvolumen zu ermitteln:

Kompressionsvolumen ΔVK - HAWE Hydraulik

HAWE Hydraulik entwickelt und produziert Hydraulik-Komponenten und -Systeme für den Maschinen- und Anlagenbau.

www.hawe.com

Und dann zurück zu rechnen über die "Ausdehnung von Flüssigkeiten":

Ausdehnung bei Erwärmung — Grundwissen Physik

www.grund-wissen.de

Sollte meiner Meinung nach klappen, dass du die zweite Formel dafür nutzen kannst.

Das Kompressionsvolumen infolge der Druckerhöhung habe ich auch mit obiger Formel berechnet.
Allerdings tue ich mich mit der zweiten Formel schwer, da sie eine Volumenausdehnung infolge von Temperaturänderung beschreibt. Demnach müsste ja bei sinkendem Volumen auch die Temperatur sinken.

 

[Erik7]

Praktisch nicht,
denn da geht ja auch (nahezu) keine Kompressionsarbeit rein.
Ich gehe davon aus, dass das Absenken des Zylinders (fast) nicht durch die Kompression des Öls verursacht wird,
sondern bei Weitem überwiegend durch Elastizitäten im System oder restliche Gasblasen.

Kompression von Öl misst man z.B. mittels eines geläppten Stempels, der in ein Sackloch in gehärtetem, dickwandigen Stahl gepresst wird.
Da ist dann sehr wenig Elastizität im System.

die Druckdifferenz zwischen den beiden Zuständen soll ungefähr 340 bar betragen, da müsste schon etwas Kompression auftreten. Natürlich geben auch andere Strukturen elastisch nach, dies möchte ich jedoch vorerst vernachlässigen. Mir geht es prinzipiell um die Ermittlung der Kompressionswärme, um die Notwendigkeit einer Kühulung des öls zu prüfen.

 

[Derfnam]

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:

ich habe einen einfachwirkenden Zylinder, der von außen mit einer Kraft belastet wird, so dass p1 im Zylinder herrscht. Nun erhöhe ich die Last deutlich und erhalte den Druck p2. Der Zylinder ist mithilfe eines Ventils abgesperrt, das heißt das Öl kann nicht weg.
Das Öl wird also komprimiert (geht in Bereiche bis 400 bar) und der Zylinder senkt sich ab.

Meine Frage ist: Wie ändert sich die Öltemperatur infolge der Kompression durch die Lasterhöhung?

Ich finde dazu leider keine Berechnungsgrundlagen, nur zur Volumenänderung infolge von temperaturänderung, aber das suche ich ja nicht. Ich möchte wissen wie warm mein Öl durch die lastabhängige Kompression wird.

Viele Grüße
Erik

Wenn die Einrichtung doch vorhanden ist: Weshalb mißt du denn die Temperatur praktischerweise nicht, sondern willst das hier theoretisch mit ungewissem Ausgang/ viel Gedöns angehen?

 

[Erik7]

Wenn die Einrichtung doch vorhanden ist: Weshalb mißt du denn die Temperatur praktischerweise nicht, sondern willst das hier theoretisch mit ungewissem Ausgang/ viel Gedöns angehen?

Da hast du mich leider falsch verstanden Die Einrichtung ist nicht vorhanden, ich möchte das System nur so auslegen. Daher die theoretische Herangehensweise.

 

[Derfnam]

Da hast du mich leider falsch verstanden Die Einrichtung ist nicht vorhanden, ich möchte das System nur so auslegen. Daher die theoretische Herangehensweise.

"Ich habe"......
Dann "hat" man normalerweise etwas in den Händen.
Aber egal....

 

[masls]

Allerdings tue ich mich mit der zweiten Formel schwer, da sie eine Volumenausdehnung infolge von Temperaturänderung beschreibt. Demnach müsste ja bei sinkendem Volumen auch die Temperatur sinken.

Nein. In der zweiten Formel stehen nur Deltas. So wie die Formel dort steht, wird das geänderte Volumen berechnet, wenn sich die Temperatur ändert. Was steigt und was sinkt, steht dort nicht.
Deshalb kannst du die Formel, meiner Meinung nach, nach [tex] \Delta T [/tex] umstellen und setzt das geänderte Volumen ein und erhältst so die geänderte Temperatur. Und dann macht die Formel auch wieder Sinn, da das Delta sowohl in positiver als auch in negativer Richtung genutzt werden kann.

 

[masls]

Mir geht es prinzipiell um die Ermittlung der Kompressionswärme, um die Notwendigkeit einer Kühulung des öls zu prüfen.

Achtung, nicht dass du dich hier in was verrennst. Deshalb gibt es hier überschlägige Formeln, die für die Praxis vollkommen ausreichen:

Auslegungsformeln für Hydraulikkomponenten

Auslegungsformeln für Hydraulikkomponeten unter berücksichtigung der verschiedenen Anwendungsfälle. Auslegung der einzelnen Komponenten.

www.schweizer-fn.de

 

[RombachHP]

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:

ich habe einen einfachwirkenden Zylinder, der von außen mit einer Kraft belastet wird, so dass p1 im Zylinder herrscht. Nun erhöhe ich die Last deutlich und erhalte den Druck p2. Der Zylinder ist mithilfe eines Ventils abgesperrt, das heißt das Öl kann nicht weg.
Das Öl wird also komprimiert (geht in Bereiche bis 400 bar) und der Zylinder senkt sich ab.

Meine Frage ist: Wie ändert sich die Öltemperatur infolge der Kompression durch die Lasterhöhung?

Ich finde dazu leider keine Berechnungsgrundlagen, nur zur Volumenänderung infolge von temperaturänderung, aber das suche ich ja nicht. Ich möchte wissen wie warm mein Öl durch die lastabhängige Kompression wird.

Viele Grüße
Erik

 

[derschwarzepeter]

da müsste schon etwas Kompression auftreten. Natürlich geben auch andere Strukturen elastisch nach, dies möchte ich jedoch vorerst vernachlässigen.

Ich fürchte, du vernachlässigt nicht zu Vernachlässigendes zugunsten zu Vernachlässigendem:
Aus dem Bauch heraus erwarte ich, dass die Systemelastizität um Zehnerpotenzen über der des Öls liegt.

 

[Erik7]

Ich fürchte, du vernachlässigt nicht zu Vernachlässigendes zugunsten zu Vernachlässigendem:
Aus dem Bauch heraus erwarte ich, dass die Systemelastizität um Zehnerpotenzen über der des Öls liegt.

Ich wüsste nicht was an einem einfachwirkenden Zylinder und einem direkt dahinter sitzenden Rückschlagventil (planmäßig am Steuerblock, d.h. keine flexiblen Leitungen) allzu elastisch reagieren sollte. Da ist denke ich schon die Kompressibilität des Öls von entscheidender Rolle.

 

[derschwarzepeter]

Rechne dir mal aus, um wieviel der Durchmesser des Zylinders bei 340 Bar "wächst"!

 

[Derfnam]

Ich wüsste nicht was an einem einfachwirkenden Zylinder und einem direkt dahinter sitzenden Rückschlagventil (planmäßig am Steuerblock, d.h. keine flexiblen Leitungen) allzu elastisch reagieren sollte. Da ist denke ich schon die Kompressibilität des Öls von entscheidender Rolle.

Ist vllt. Luft im System?

 

[masls]

Ich wüsste nicht was an einem einfachwirkenden Zylinder und einem direkt dahinter sitzenden Rückschlagventil (planmäßig am Steuerblock, d.h. keine flexiblen Leitungen) allzu elastisch reagieren sollte. Da ist denke ich schon die Kompressibilität des Öls von entscheidender Rolle.

Wenn es dir "nur" um den Wärmeeintrag geht, verrennst du dich in was.
Nimm die überschlägige Formel, die ich dir hier genannt habe.

Denn ansonsten musst du als nächstes noch den Wärmeeintrag durch Strömung (in den Leitungen, über Kanten etc.) sowie die Konvektion berücksichtigen.
Machst du das für eine Abschlussarbeit oder was ist der Hintergrund?

Noch ein Tipp: Es ist immer wieder schön, was man alles berechnen kann. Die Frage ist aber auch, wie sinnvoll ist es und wie genau muss es sein. Ich habe mittlerweile junge Kollegen, die berechnen alles auf 3 Stellen nach dem Komma (z.B. eine Lebensdauerberechnung) und geben dann ernsthaft Richtung Kunde eine zu erwartende Lebensdauer von 23.560,795 Stunden an. Das ist Quatsch. Da macht man 20.000 draus und gut ist. Und genau deshalb haben auch solche überschlägigen Formeln ihre Berechtigung und diese für deinen Einsatzfall höchstwahrscheinlich vollkommen ausreichend ist.

 

[derschwarzepeter]

Weiters darf man nicht vergessen, dass eine möglicherweise durch die Kompression des Öls entstehende Wärmemenge beim Entlasten wieder zur Gänze aufgezehrt wird.

 

[Derfnam]

Noch ein Tipp: Es ist immer wieder schön, was man alles berechnen kann. Die Frage ist aber auch, wie sinnvoll ist es und wie genau muss es sein. Ich habe mittlerweile junge Kollegen, die berechnen alles auf 3 Stellen nach dem Komma (z.B. eine Lebensdauerberechnung) und geben dann ernsthaft Richtung Kunde eine zu erwartende Lebensdauer von 23.560,795 Stunden an. Das ist Quatsch. Da macht man 20.000 draus und gut ist.

Ja, so etwas ist heute durchaus üblich.
Die meisten dieser Rechenkünstler haben wahrscheinlich noch nie ein verschlissenes Lager selbst in der Hand gehabt.