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  5. › SpaceX: Starship platzt bei Tanktest

temperaturangabe

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  1. temperaturangabe

    Autor: foho 21.11.19 - 09:46

    >> ...Flüssiger Stickstoff ist etwas leichter als Sauerstoff, aber etwa 13 Grad Celsius kälter.

    das ergibt so keinen sinn, das zeug ist so kalt wie man es runterkühlt, es fehlt die Randbedingung "verflüssigt".

  2. Re: temperaturangabe

    Autor: AllDayPiano 21.11.19 - 09:50

    Anders herum: Verflüssigt befindet sich unter Normaldruck das Gas am Sieden und hält damit seine Temperatur exakt und elementspezifisch auf einem Wert.

    Nur das Beiwort "Flüssig" fehlt - aber das sollte eigentlich klar sein.

  3. Re: temperaturangabe

    Autor: confuso 21.11.19 - 09:52

    foho schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > >> ...Flüssiger Stickstoff ist etwas leichter als Sauerstoff, aber etwa 13
    > Grad Celsius kälter.
    >
    > das ergibt so keinen sinn, das zeug ist so kalt wie man es runterkühlt, es
    > fehlt die Randbedingung "verflüssigt".

    Naja, es steht ja "flüssiger Stickstoff" und ich finde man liest schon raus, dass das auch für Sauerstoff dann gilt. Zumal es sich aus dem Siedepunkt von Sauerstoff eh schon ergibt, dass nur die verflüssigte Variante gelten kann.

    Aber ich gebe dir recht es ist unpräzise! Wenn du flüssigen Sauerstoff in flüssigen Stickstoff kippen würdest (mal unter der Bedingung, dass es sich nicht entmischt), dann hat der Sauerstoff natürlich die gleiche Temperatur wie der Stickstoff... Du kannst Stickstoff und Sauerstoff von mir aus auch auf 4 Kelvin abkühlen... wir meinen also den Siedepunkt.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 21.11.19 09:53 durch confuso.

  4. Re: temperaturangabe

    Autor: foho 21.11.19 - 09:53

    gut, dann bin ich einfach wieder in meinem "mimi" modus :D

  5. Re: temperaturangabe

    Autor: mw.121124 21.11.19 - 10:03

    foho schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > gut, dann bin ich einfach wieder in meinem "mimi" modus :D
    sehe ich nicht so. Der erste Einwand war schon berechtigt. Ich hatte beim Lesen auch Fragezeichen über dem Kopf, weil der Text im Artikel wirklich Fragen nicht schlüssig ist.

    Stickstoff wird bei -196° flüssig, Sauerstoff bei -182,96° (Thx @Wikipedia). Das heißt aber nicht, das flüssiger Stickstoff deshalb 13° kälter ist/sein muss (so liest es sich für mich jedenfalls).
    Ich kann ja auch Sauerstoff auf -196° runterkühlen.

  6. Re: temperaturangabe

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 21.11.19 - 10:49

    mw.121124 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > foho schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > gut, dann bin ich einfach wieder in meinem "mimi" modus :D
    > sehe ich nicht so. Der erste Einwand war schon berechtigt. Ich hatte beim
    > Lesen auch Fragezeichen über dem Kopf, weil der Text im Artikel wirklich
    > Fragen nicht schlüssig ist.
    >
    > Stickstoff wird bei -196° flüssig, Sauerstoff bei -182,96° (Thx
    > @Wikipedia). Das heißt aber nicht, das flüssiger Stickstoff deshalb 13°
    > kälter ist/sein muss (so liest es sich für mich jedenfalls).
    > Ich kann ja auch Sauerstoff auf -196° runterkühlen.

    Ich dachte es wäre eindeutig (vor allem weil im Satz davor schon von flüssigem Stickstoff und flüssigem Sauerstoff die Rede war). Aber inzwischen ergänzt, dass es um die Temperatur am Siedepunkt geht.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Raumfahrt Podcast http://countdown-podcast.de/

  7. Re: temperaturangabe

    Autor: TGu 21.11.19 - 11:54

    Sorry, dass ich klugscheissern muss aber die Siedetemperaturen sind an der Stelle total unerheblich. Die 77K von Stickstoff gelten bei Normaldruck, hier wäre aber das Ding niemals explodiert. Wenn man zB von 30bar im Tank ausgeht wäre die zugehörige Siedetemperatur für LN bei ca. -149, die von LOX bei -131 °C und in beiden Fällen rund 50K höher als unter Normaldruck. Ohne nähere Angaben zu Druck/Temperatur/Füllung/... ist es total egal wie hoch die NB Siedetemperatur von irgendetwas ist....

  8. Re: temperaturangabe

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 21.11.19 - 12:01

    Der Tank wird schon aus praktikabilitätsgründen bei atmosphärischem Druck befüllt und erst für den Test (oder Flug) unter Druck gesetzt. Die Flüssigkeit wird dabei einfach am Siedepunkt gehalten, wo die Temperatur stabil ist. (Aufgenommene Wärme erhöht nicht die Temperatur, sondern führt dazu, dass etwas von der Flüssigkeit verdampft.)

    Ja, bei normalen Raketenstarts von SpaceX wird (anders als bei praktisch allen anderen Raketen) unterkühlter flüssiger Sauerstoff verwendet um die Rakete zu betanken und von der höheren Dichte zu profitieren. Aber den Aufwand würde man für so einen einfachen Drucktest nicht treiben, erst recht nicht, wenn man mit flüssigem Stickstoff ohnehin die gleiche Temperatur hat.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Raumfahrt Podcast http://countdown-podcast.de/

  9. Re: temperaturangabe

    Autor: TGu 21.11.19 - 12:13

    Frank Wunderlich-Pfeiffer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Der Tank wird schon aus praktikabilitätsgründen bei atmosphärischem Druck
    > befüllt und erst für den Test (oder Flug) unter Druck gesetzt. Die
    > Flüssigkeit wird dabei einfach am Siedepunkt gehalten, wo die Temperatur
    > stabil ist. (Aufgenommene Wärme erhöht nicht die Temperatur, sondern führt
    > dazu, dass etwas von der Flüssigkeit verdampft.)

    Falsch: Aufgenommene Wärme verdampft Flüssigkeit und gleichzeitig erhöhen sich Druck und Temperatur siehe p-T- oder Phasen-Diagramm. Außer das verdampfte Gas wird abgelassen aber dann wäre der Tank wieder auf 1bar absolut und kann nicht explodieren.

  10. Re: temperaturangabe

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 21.11.19 - 12:17

    TGu schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Frank Wunderlich-Pfeiffer schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Der Tank wird schon aus praktikabilitätsgründen bei atmosphärischem
    > Druck
    > > befüllt und erst für den Test (oder Flug) unter Druck gesetzt. Die
    > > Flüssigkeit wird dabei einfach am Siedepunkt gehalten, wo die Temperatur
    > > stabil ist. (Aufgenommene Wärme erhöht nicht die Temperatur, sondern
    > führt
    > > dazu, dass etwas von der Flüssigkeit verdampft.)
    >
    > Falsch: Aufgenommene Wärme verdampft Flüssigkeit und gleichzeitig erhöhen
    > sich Druck und Temperatur siehe p-T- oder Phasen-Diagramm. Außer das
    > verdampfte Gas wird abgelassen aber dann wäre der Tank wieder auf 1bar
    > absolut und kann nicht explodieren.

    Das verdampfte Gas wird auch abgelassen. Der Druck wird im allgemeinen mit Hlife von Helium-Druckflaschen erzeugt, nachdem die Ventile geschlossen sind.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Raumfahrt Podcast http://countdown-podcast.de/

  11. Re: temperaturangabe

    Autor: TGu 21.11.19 - 12:24

    Frank Wunderlich-Pfeiffer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das verdampfte Gas wird auch abgelassen. Der Druck wird im allgemeinen mit
    > Hlife von Helium-Druckflaschen erzeugt, nachdem die Ventile geschlossen
    > sind.

    hmmmm das ändert Vieles ;-)

  12. Re: temperaturangabe

    Autor: Eheran 21.11.19 - 12:26

    >dass es um die Temperatur am Siedepunkt geht.
    Bei welchem Druck?
    Muhahahahaha

  13. Re: temperaturangabe

    Autor: chefin 22.11.19 - 11:19

    Der Druck spielt in der Gleichung keine Rolle, da es nur um die tiefere Temperatur des Stickstoffes geht. Diese ist auch dann tiefer, wenn sich der Druck erhöht.

    Aber der Tank muss keine all zu hohe Druckfestigkeit haben. Im All ist die Temperatur bei Minus 200grad und weniger. Flüssiger Sauerstoff kann dort garnicht mehr groß verdampfen. Ohne Helium würde man Drucklos sein im Tank. Am Boden vor dem Start muss man also keine 30Bar aushalten. Würde auch kein Tank mitmachen. Sie sind zwar ohne Druck nicht stabil, aber ihre Dünnwandigkeit hält auch nur wenige Bar aus. Mehr wie 10 Bar hatte ich noch nie gelesen. Allerdings sind die verschiedensten Druckverhältnisse zu finden. Den dieser Innendruck wirkt sich auf die gesamte Fördertechnik aus um den treibstoff zu transportieren. Ist also systembedingt festgelegt. Am Boden gelten dann kleinere Temperaturen, im All dagegen sind die Temperaturen anders. Statt zu verdampfen kann es bei der Ariane passieren, das Sauerstoff fest wird. Der flüssige Wasserstoff mit minus 252° könnte dem Sauerstoff Wärme entziehen und die enstehenden Brocken zerstören die Pumpe.

    Wobei das alles auch wieder eine Frage des Wärmeaustausch ist. In Lampoldshausen steht ein 600m² Wasserstofftank am Prüfstand. Drucklos und mit weniger als 1% Wasserstoffverlust pro Tag. Er ist doppelwandig, das Vakuum zwischen den Wänden ist so klein, das nur 1Atom/cm³ Gas dazwischen ist. Das Vakuum in unserem Sonnensystem ist da bei 10^6 Atomen/cm³. Im Durchschnitt in der Milchstrasse liegen wir bei 10^5Atomen. Im Intergalaktischen Raum gehts auf 10^3 oder weniger. In dieserm Behälter ist man bei 10^0 = 1.

    Dadurch kann praktisch keine Wärme transportiert werden. Und deswegen verdampf dort auch nur ganz wenig. Völlig Drucklos lässt man das Gas entweichen und fackelt es gezielt ab. Wer mal dort vorbei kommt und am P4 die Fackel brennen sieht, weis das der Tank gefüllt ist und in den nächsten Stunden oder Tage ein Versuch stattfindet.

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