Warum würde eine Erhöhung des Dampfdrucks Wasser nicht schneller aus einer Kammer drücken?

Heute morgen habe ich wie jeden Morgen meinen Kaffee getrunken. Heute war es jedoch verbrannt, weil ich das Wasser leicht überfüllt hatte. Ich benutze einen italienischen Percolator / Moka Pot auf einem Gastop.

Diagramm des italienischen Perkolators Bild des italienischen Perkolators

Kammer A wird mit kaltem Wasser und B mit gemahlenem Kaffee gefüllt. Wenn Sie das Wasser erhitzen, baut sich Dampf auf, der den Druck in A erhöht. Dadurch wird das Wasser durch B nach oben gedrückt, wo es vom Kaffee aufgesogen wird. Sobald sich der Kaffee ausgedehnt hat, leistet er mehr Widerstand, wodurch der Druck in A weiter ansteigt. An diesem Punkt wird das Wasser dann durch B und das Rohr hinauf nach C gedrückt, wo es dann heraussprudelt, um die Kammer zu füllen. Das macht für mich absolut Sinn.

Es tritt jedoch ein Problem auf, wenn Sie A über das im zweiten Bild gezeigte Sicherheitsventil füllen. Das Wasser in Kammer A kocht viel früher und wird dann durch das Ventil herausgedrückt, und auch aus B, wo der Topf zusammengeschraubt wird. In Kammer C fließt tatsächlich sehr wenig Wasser nach oben.

Wenn Sie zwei Kammern haben, die durch ein Rohr verbunden sind, und Sie den Druck der unteren erhöhen, sollte nach meinem Verständnis das Wasser sicherlich schneller in die obere Kammer fließen. Es scheint, dass dieser Effekt einen optimalen Druck hat , oberhalb dessen eine Druckerhöhung dem Effekt tatsächlich abträglich ist. Warum sollte das so sein und gibt es einen Namen oder Begriff für diesen Vorgang?

Antworten (1)

Es gibt zwei Dinge, die mit Ihrem Ventil los sind. Natürlich ist es eine Sicherheitsvorrichtung - wenn etwas schief geht (blockiert), möchten Sie verhindern, dass sich der Dampfdruck so stark aufbaut, dass er buchstäblich explodiert.

Aber ich glaube, die Höhe des Ventils spielt auch eine Rolle. Die Dampfblasenbildung ist beim Kaffee kein kontinuierlicher Vorgang - das Wasser wird lokal überhitzt, dann bildet sich an einer Keimbildungsstelle eine (größere) Blase. Dies bedeutet, dass es zu einer plötzlichen heftigen Ausdehnung des Wassers kommt (der Sättigungsdampfdruck in der überhitzten Flüssigkeit liegt weit über einer Atmosphäre). Normalerweise nimmt der Raum über der Flüssigkeit diese auf (die Blase dehnt sich aus und ihr Druck sinkt, während der Druck auf das darüber liegende Volumen leicht zunimmt). Wenn jedoch nicht genügend Volumen vorhanden ist (über dem Ventil gefüllt), steigt der Druck über den Auslegungsdruck: Daher tritt Wasser aus dem Ventil und möglicherweise anderen Dichtungen aus (die ebenfalls nicht dafür ausgelegt sind, hohem Druck standzuhalten). Natürlich treibt derselbe Druck das Wasser sehr schnell durch den darüber liegenden Kaffee.

Warum würde das Einfüllen von Wasser über das Ventil bedeuten, dass Kammer A einen höheren Druck bekommt? Ich folge dem nicht, es sei denn, das Ventil öffnet sich aus irgendeinem Grund nicht so leicht für Wasser wie für Dampf. Ich schätze, das ist möglich. Aber selbst wenn dies der Fall ist, wie erklärt dies die Füllung von Kammer C weniger als wenn Kammer A unterhalb des Ventils gefüllt ist?
@DanielSank Es gibt weniger ballistisches Volumen, um die Druckspitze zu absorbieren, nachdem eine Blase Keime gebildet hat, was den Druck erhöht (für eine gegebene Δ N , Wenn P v = N R T Dann Δ P = Δ N   R T v - kleiner v , größer Δ P ); außerdem ist die (Volumen-)Rate, mit der Flüssigkeit aus dem Ventil entweichen kann, viel niedriger (Viskosität) als für Dampf; dann tritt bei höherem Druck Wasser aus der "Dichtung" zwischen A und C aus und dort geht viel Wasser verloren - zumindest ist das meine Beobachtung und die von OP.
Warum würde eine Erhöhung des Dampfdrucks Wasser nicht schneller aus einer Kammer drücken?
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