Ein Biegeschwinger ist ein Gerät zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten und Gasen. Die Dichte wird aus der Messung der Eigenfrequenz eines mit dem zu untersuchenden Medium gefüllten Biegeschwingers errechnet. Das Prinzip der Messung beruht also auf einem Feder-Masse-Schwinger, dessen Masse teilweise durch das zu messende Medium gebildet wird. Digitales Dichtemessgerät mit eingebautem Biegeschwinger; Anton Paar
Prinzip des digitalen Dichtemessgerätes
Die Probe wird in ein schwingfähiges U-förmiges Röhrchen (meist aus Glas, im Fall von aggressiven Proben auch aus Spezialstahl) eingefüllt, dessen beide Schenkel die Feder elemente eines Biegeschwingers bilden, ähnlich einer Stimmgabel. Dichte von gassen und flüssigkeiten in usa. Die Schwingungsrichtung steht normal (senkrecht) auf der Ebene der beiden Schenkel. Das Rohr wird auf elektronischem Wege zu einer ungedämpften Schwingung mit möglichst geringer Amplitude angeregt. Die Eigenfrequenz des Schwingers wird von jenem Teil der Proben masse beeinflusst, welcher an der Schwingung tatsächlich teilnimmt.
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Gase als auch Flüssigkeiten weisen naturgemäß eine Dichte auf. Diese wird üblicherweise mit dem griechischen Buchstaben ρ gekennzeichnet. Hierbei handelt es sich also um eine spezifische Stoffgröße. Die Dichte von Flüssigkeiten ist in erster Linie von der Fluidtemperatur abhängig. Der Flüssigkeitsdruck spielt hierbei nur eine untergeordnete Rolle. Für Gase trifft dieses allerdings nicht zu! Hier ist neben der Temperatur grundsätzlich immer der Druck Δp zu berücksichtigen, da Gase kompressibel sind. Die Dichte ist die begrenzende Größe für die Strömungsgeschwindigkeit. Dichte von Gasen und Flüssigkeiten | LEIFIphysik. Die Flüssigkeitsdichte ρ ist besonders für Einstoff-Druckdüsen von Bedeutung. Dieses hängt damit zusammen, dass bei diesen Düsenbauarten eine Druckdifferenz Δp genutzt wird, um die Flüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit v aus der Düsenmündung austreten zu lassen. Diese Geschwindigkeit selbst wiederum ist wichtig für den Zerfall eines Flüssigkeitsstrahls oder einer Lamelle zu Tropfen. Die maximale Strömungsgeschwindigkeit v max in m/s lässt sich für den reibungsfreien Fall leicht berechnen.
Dichte Von Gassen Und Flüssigkeiten Und
Da für
gilt,
entspricht der durch die Luft ausgeübte Druck in Bodennähe rund einem Gewicht
von je Quadratmeter beziehungsweise je
Quadrat-Zentimeter. [2]
Veranschaulichung der Größe des "normalen" Luftdrucks (1 bar). Bei Standardbedingungen, das heißt einem Luftdruck von und einer Temperatur von
nimmt ein Mol eines beliebigen Gases ein Volumen von ein ( "Normalvolumen"). Da die
Masse eines Gases in einem geschlossenen System gleich bleibt, bewirkt eine
Veränderung des Gasvolumens neben einer Veränderung des Drucks auch
eine Veränderung der Gasdichte. Es gilt: [3]
Bei einem niedrigem Gasdruck nimmt das Volumen eines Gases zu, seine Dichte
hingegen ab; in höheren Luftschichten ist daher die Luft "dünner". Für den
Luftdruck gilt in Abhängigkeit von der Höhe die so
genannte "barometrische Höhenformel": [4]
Hierbei ist der Luftdruck auf Meereshöhe und
eine so genannte "Skalenhöhe", die angibt, ab wie vielen Metern der Druck auf
des ursprünglichen Werts abfällt. Auf der
Erde ist. Dichte von Gas und Flüssigkeiten. Die Höhe, bei welcher der
Luftdruck bzw. die Luftdichte nur noch halb so groß ist, liegt damit etwa bei.
Reibungsfrei bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Viskosität η der Flüssigkeit keine Rolle spielen soll. Insofern handelt es sich hierbei also um eine Grenzwert-Abschätzung und eine theoretische Betrachtung. Die Druckdifferenz Δp ist in der Einheit Pa einzusetzen. 1 bar entspricht 10 5 Pa. Die Einheit der Dichte ρ ist kg/m 3. Dichte von gassen und flüssigkeiten youtube. In der Realität ist die Strömungsgeschwindigkeit geringer als diejenige, welche nach oben stehender Formel berechnet wird. Und somit selbstverständlich auch der real austretende Volumenstrom bei einer vorgegebenen Druckdifferenz Δp. Diese "Reibungsverluste" hängen einerseits vom Betrag der Reynolds-Zahl ab, andererseits von der geometrischen Ausgestaltung der Düse selbst. Es liegt auf der Hand, dass zusätzliche Flüssigkeitsumlenkungen innerhalb der Einstoff-Druckdüse oder installierte Turbulenzkörper einen zusätzlichen Druckverlust verursachen. Derartige strömungstechnische Einbauten können natürlich dafür sorgen, dass der austretende Volumenstrom deutlich geringer ist als nach der reibungsfreien Theorie berechnet.