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Hallo,

mich beschäftigt zur Zeit die Frage, welcher Druck bzw. welche Druckwelle bei einem elektrischen Kurzschluss entsteht und wie man entsprechend per FEM Gehäuse auslegt.

- Hat jemand Erfahrung damit ?

- Literaturempfehlungen ?

Sicher hängen Art und Amplitude der Druckwelle von der elektischen Leistung ab. Hiermit muß sich doch schon mal jmd. beschäftigt haben.

Im Voraus Danke

Simulinho

 

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>>Sicher hängen Art und Amplitude der Druckwelle von der elektischen Leistung ab.

Und um was handelt es sich bei Dir?

>>Hiermit muß sich doch schon mal jmd. beschäftigt haben.

Energieerzeuger, eventuell der TÜV, sicherlich die Hersteller entsprechender Bauteile.

>>Literaturempfehlungen ?

Ich glaube kaum, daß Du deutschsprachige Bücher zu dem Thema finden wirst.
Suche in den Katalogen von Universitätsbibliotheken nach Artikeln in Fachzeitschriften.
Und wenn es englisch sein darf - Library of Congress.

  Die Suche nach "elektrische entladung" bringt dann auch solche amüsante Treffer:
Untersuchungen über die elektrische Entladung. Vorläufige Mittheilung
V. Bezold, W. Annalen der Physik, 1870,

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R.Schulze

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Ach, übrigens...

Benötigst Du tatsächlich eine recht exakte Lösung Deiner Fragestellung unter Berücksichtigung der Geometrie der Funkenstrecke und des zeitlichen Verlaufs?

Wenn Du die Situation in drei grundsätzliche Betrachtungen aufteilst, benötigst Du nicht unbedingt ein FEM-Programm:
1) Wie viel Energie wird an die umgebende Luft übergeben?
Über die physikalischen Eigenschaften eines Lichtbogens solltest Du Literatur finden können.

2) Wie breitet sich diese Energie im freien Raum aus?
Kugelförmige Ausbreitung als Näherung, zeitlicher Verlauf entsprechend der Energieumsetzung im Lichtbogen.

3) Welche Einfluß hat die Geometrie des Gehäuses?
Ist der zeitliche und räumliche Verlauf wirklich wichtig, oder würde es für den Zweck genügen, den maximalen Druck zu kennen, der durch die Erhitzung der gesamten Gasmenge entsteht? 

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R.Schulze

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Hi,

ich brauche natürlich keine exakte Lösung unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs der Druckwelle, Energieausbreitung, etc.
Hätte ich natürlich auch gerne, aber das Leben ist nunmal kein Wunschkonzert. Mich interessiert Punkt 3), also die Geometrie des Gehäuses und dafür wäre es zuerst und wahrscheinlich auch überhaupt ausreichend die Höhe des entstehenden Drucks zu kennen.

Mein Wunsch wäre eine Formel: Druck = elektrische Leistung x abc / ....

Kurz gesagt, zielt meine Frage in die Richtung grobe Abschätzung.

MfG

Simulinho

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>>Kurz gesagt, zielt meine Frage in die Richtung grobe Abschätzung

Das sollte man auch ohne aufwendige FEM-Berechnung hin bekommen.
Allerdings schreibst Du nur von "Kurzschluß", ohne nähere Angaben zu machen.
Ich bin zwar nicht mit den physikalischen Eigenschaften von Lichtbögen vertraut, aber Du müßtest zumindest den elektrischen Kreis beschreiben, um den es geht. Es wird zwar die gesamte Kurzschlußleistung in Wärme umgesetzt, aber sicher nicht alleine in einem Lichtbogen, sondern auch in den Leitungen. Auch das Abschaltverhalten der Sicherung ist hinsichtlich der Zeitdauer und damit der Energiemenge entscheidend.
Die Eigenschaften von Luft (Dichte, spezifische Wärme, Ausdehnungskoeffizient) kann man in Nachschlagewerken finden.

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R.Schulze

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